Ao anexar um nanogerador transparente a uma célula solar de silício, pesquisadores desenvolveram um dispositivo que coleta energia solar em condições de sol e a energia mecânica da queda de gotas de chuva em condições de chuva. A funcionalidade dupla pode fornecer uma maneira de coletar energia com maior consistência em meio a condições climáticas em constante mudança.

Os pesquisadores, Yuqiang Liu et al., na Soochow University na China, publicaram um artigo sobre o dispositivo híbrido em uma edição recente da ACS Nano .

O dispositivo híbrido consiste em uma célula solar de silício convencional e um nanogerador triboelétrico (TENG), que converte a energia mecânica das gotas de chuva caindo em eletricidade. Embora pesquisas anteriores tenham mostrado que esses dois tipos de dispositivos podem ser conectados com um fio extra, no novo design, a célula solar e o TENG são integrados compartilhando um eletrodo mútuo.

"O maior avanço neste trabalho é que um gerador integrado composto por uma célula solar e um TENG foi demonstrado através do compartilhamento de um eletrodo mútuo, "disse o co-autor Zhen Wen da Soochow University Phys.org . "Comparado ao trabalho anterior, o design simples do eletrodo mútuo reduz o número de camadas funcionais, o que melhora muito a eficiência da produção. "

O eletrodo compartilhado não resulta apenas em um design mais compacto, mas também oferece vantagens para a célula solar e TENG. Em particular, o TENG protege a célula solar atuando como uma barreira à prova d'água e evita que a água penetre no silício. A superfície texturizada do eletrodo também suprime bastante o reflexo indesejado da luz, melhorando a colheita de luz. Avançar, a superfície texturizada resulta em uma área de contato maior entre o TENG e as gotas de chuva que caem, o que melhora o desempenho geral do nanogerador.

Um desafio que ainda precisa ser enfrentado é a pequena desvantagem de que a célula solar e o TENG não podem funcionar simultaneamente.

"Devido ao design do eletrodo mútuo, a célula solar e o nanogerador não podem trabalhar juntos, "Disse Wen." Então, se houver um banho de sol (a luz do sol e as gotas de chuva aparecendo ao mesmo tempo), temos que desistir de uma função do gerador híbrido. Mas não acho que seja esse o caso. "

No futuro, os pesquisadores planejam explorar a integração do dispositivo híbrido em roupas eletrônicas.

"Devido ao design único, tem as vantagens de ser leve e ter alta eficiência, "Wen disse." Agora estamos projetando um dispositivo em forma de fibra e esperamos entrelaçá-los como um tecido. Meu desejo é fabricar roupas que possam gerar eletricidade a partir do sol e das gotas de chuva, e usar essa eletricidade para alimentar dispositivos eletrônicos vestíveis. "

© 2018 Phys.org