(Phys.org) —Los dispositivos que recolectan energía del medio ambiente requieren condiciones ambientales específicas; por ejemplo, Las células solares y los generadores piezoeléctricos requieren luz solar y vibración mecánica, respectivamente. Dado que estas condiciones no existen todo el tiempo, la mayoría de los recolectores de energía no generan un flujo constante de electricidad. Para cosechar energía ubicua de forma continua, Los investigadores han diseñado y fabricado un recolector de energía híbrido que integra una célula solar y un generador piezoeléctrico. lo que le permite recolectar energía tanto de la luz solar como de la vibración del sonido simultáneamente.

Los investigadores, Dae-Yeong Lee, et al., de la Universidad de Sungkyunkwan y el Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung, ambos en Corea del Sur, han publicado su estudio sobre el recolector de energía híbrida en un número reciente de Nanotecnología .

"Al utilizar el recolector de energía híbrido, se pueden utilizar dos fuentes de energía diferentes en una plataforma, "dijo el coautor Hyunjin Kim del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung Phys.org . "Por lo tanto, la potencia de salida total de la cosechadora híbrida se puede aumentar en comparación con cada cosechadora por separado. Además, recolectando dos fuentes de energía en un dispositivo, se puede generar una salida continua incluso cuando solo se dispone de una fuente de energía ".

Para diseñar la cosechadora, los investigadores recurrieron a las células solares nanopilares de silicio para que la luz solar captara la mitad del dispositivo. Investigaciones anteriores han demostrado que las células solares nanopilares de silicio son candidatos prometedores como dispositivos fotovoltaicos debido a su baja reflexión. alta absorción, y potencial de producción en masa de bajo costo.

Después de fabricar las células utilizando una técnica de grabado con plasma y procesos de recocido, los investigadores recubrieron la parte superior de cada celda para prepararla para la colocación del generador piezoeléctrico, que se apiló en la parte superior utilizando un método de recubrimiento por rotación. Último, los electrodos superior e inferior intercalan el dispositivo.

Toda la cosechadora tiene una altura de unos pocos cientos de nanómetros, con la mayor parte de la altura proveniente de los nanopilares de 300 nm de altura en la célula solar.

En pruebas, el recolector de energía podría generar electricidad a partir de las células solares con una eficiencia de conversión del 3,29%. Al mismo tiempo, la cosechadora podría generar 0,8 V de voltaje de salida cuando se expone a un sonido de 100 dB.

El dispositivo híbrido sugiere que la recolección de energía solar y vibratoria puede permitir una recolección más eficiente en ciertos entornos en comparación con un dispositivo que recolecta solo un tipo de energía.

"Este recolector de energía puede ser muy útil donde no hay una red eléctrica conectada, ", dijo el coautor Won Jong Yoo de la Universidad de Sungkyunkwan". Por ejemplo, este dispositivo será útil en vehículos en movimiento, como barcos en movimiento, trenes automóviles, etc. La salida de 0,8 V es solo un dato preliminar. Si optimizamos la estructura del dispositivo y las condiciones de fabricación, la potencia de salida aumentará significativamente ".

En el futuro, Los investigadores planean fabricar dispositivos de recolección de energía híbridos totalmente flexibles utilizando sustratos de plástico para recolectar energía mecánica de manera más eficiente.

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