(Phys.org) —Os dispositivos que captam energia do meio ambiente exigem condições ambientais específicas; por exemplo, células solares e geradores piezoelétricos requerem luz solar e vibração mecânica, respectivamente. Como essas condições não existem o tempo todo, a maioria dos coletores de energia não gera um fluxo constante de eletricidade. Para colher energia onipresente continuamente, pesquisadores projetaram e fabricaram um coletor de energia híbrido que integra uma célula solar e um gerador piezoelétrico, permitindo que ele colete energia da luz solar e da vibração do som simultaneamente.

Os pesquisadores, Dae-Yeong Lee, et al., da Sungkyunkwan University e do Samsung Advanced Institute of Technology, ambos na Coréia do Sul, publicaram seu estudo sobre a colheitadeira de energia híbrida em uma edição recente da Nanotecnologia .

"Ao usar o coletor de energia híbrido, duas fontes de energia diferentes podem ser utilizadas em uma plataforma, "disse o co-autor Hyunjin Kim do Samsung Advanced Institute of Technology Phys.org . "Assim, a potência total de saída do harvester híbrido pode ser aumentada em comparação com cada harvester separado. Além disso, colhendo duas fontes de energia em um dispositivo, saída contínua pode ser gerada mesmo quando apenas uma fonte de energia está disponível. "

Para projetar a colheitadeira, os pesquisadores se voltaram para células solares de nanopilar de silício para a luz solar que coleta metade do dispositivo. Pesquisas anteriores mostraram que as células solares nanopilares de silício são candidatos promissores como dispositivos fotovoltaicos devido à sua baixa reflexão, alta absorção, e potencial para produção em massa de baixo custo.

Depois de fabricar as células usando uma técnica de gravação de plasma e processos de recozimento, os pesquisadores revestiram a parte superior de cada célula para prepará-la para a colocação do gerador piezoelétrico, que foi empilhado no topo usando um método de revestimento por rotação. Último, os eletrodos superior e inferior ensanduicham o dispositivo.

A colheitadeira inteira tem uma altura de apenas algumas centenas de nanômetros, com a maior parte da altura vindo dos nanopilares de 300 nm de altura na célula solar.

Em testes, o coletor de energia poderia gerar eletricidade a partir das células solares com uma eficiência de conversão de 3,29%. Ao mesmo tempo, o harvester pode gerar 0,8 V de tensão de saída quando exposto a um som de 100 dB.

O dispositivo híbrido sugere que a coleta de energia solar e de vibração pode permitir uma coleta mais eficiente em certos ambientes em comparação com um dispositivo que coleta apenas um tipo de energia.

“Este coletor de energia pode ser muito útil onde não há rede elétrica conectada, "disse o co-autor Won Jong Yoo da Universidade Sungkyunkwan." Por exemplo, este dispositivo será útil em veículos em movimento, como barcos em movimento, trens, automóveis, etc. A saída de 0,8 V são apenas dados preliminares. Se otimizarmos a estrutura do dispositivo e a condição de fabricação, a potência de saída aumentará significativamente. "

No futuro, os pesquisadores planejam fabricar dispositivos híbridos de coleta de energia totalmente flexíveis usando substratos de plástico para coletar energia mecânica de forma mais eficiente.

Copyright 2013 Phys.org
Todos os direitos reservados. Este material não pode ser publicado, transmissão, reescrito ou redistribuído no todo ou em parte sem a permissão expressa por escrito do Phys.org.