(Phys.org) — Enheter som hämtar energi från miljön kräver specifika miljöförhållanden; till exempel, solceller och piezoelektriska generatorer kräver solljus och mekanisk vibration, respektive. Eftersom dessa förhållanden inte existerar hela tiden, de flesta energiskördare genererar inte en konstant ström av el. För att kontinuerligt skörda allstädes närvarande energi, Forskare har designat och tillverkat en hybridenergiskördare som integrerar en solcell och en piezoelektrisk generator, gör det möjligt för den att skörda energi från både solljus och ljudvibrationer samtidigt.

Forskarna, Dae-Yeong Lee, et al., från Sungkyunkwan University och Samsung Advanced Institute of Technology, både i Sydkorea, har publicerat sin studie om hybridenergiskördaren i ett färskt nummer av Nanoteknik .

"Genom att använda hybridenergiskördaren, två olika energikällor kan användas i en plattform, " berättade medförfattaren Hyunjin Kim vid Samsung Advanced Institute of Technology Phys.org . "Därmed kan den totala uteffekten från hybridskördaren ökas jämfört med varje separat skördare. Dessutom, genom att skörda två energikällor i en enhet, kontinuerlig produktion kan genereras även när endast en energikälla är tillgänglig."

För att designa skördaren, forskarna vände sig till kisel nanopelare solceller för solljus skörd hälften av enheten. Tidigare forskning har visat att nanopelarsolceller av kisel är lovande kandidater som solceller på grund av deras låga reflektion, hög absorption, och potential för låg kostnad massproduktion.

Efter att ha tillverkat cellerna med en plasmaetsningsteknik och glödgningsprocesser, forskarna belade toppen av varje cell för att förbereda den för placering av den piezoelektriska generatorn, som staplades ovanpå med en spinnbeläggningsmetod. Sista, de övre och nedre elektroderna läggs ihop med enheten.

Hela skördaren har en höjd på bara några hundra nanometer, med huvuddelen av höjden från de 300 nm höga nanopelarna i solcellen.

I tester, energiskördaren skulle kunna generera el från solcellerna med en omvandlingseffektivitet på 3,29 %. På samma gång, skördaren kan generera 0,8 V utgångsspänning när den utsätts för ett 100-dB ljud.

Hybridenheten antyder att skörd av både sol- och vibrationsenergi kan möjliggöra effektivare skörd i vissa miljöer jämfört med en enhet som bara skördar en typ av energi.

"Denna energiskördare kan vara mycket användbar där det inte finns något elnät anslutet, " sa medförfattaren Won Jong Yoo vid Sungkyunkwan University. "T.ex. den här enheten kommer att vara användbar för att flytta fordon som rörliga båtar, tåg, bilar, etc. Utgången på 0,8 V är bara preliminära data. Om vi ​​optimerar enhetens struktur och tillverkningsvillkor, uteffekten kommer att ökas avsevärt."

I framtiden, forskarna planerar att tillverka helt flexibla hybridenergiskördningsanordningar med hjälp av plastsubstrat för att skörda mekanisk energi mer effektivt.

Copyright 2013 Phys.org
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från Phys.org.