Al conectar un nanogenerador transparente a una célula solar de silicio, Los investigadores han diseñado un dispositivo que recolecta energía solar en condiciones soleadas y la energía mecánica de las gotas de lluvia que caen en condiciones lluviosas. La funcionalidad dual puede proporcionar una forma de recolectar energía con mayor consistencia en medio de condiciones climáticas en constante cambio.

Los investigadores, Yuqiang Liu y col., en la Universidad de Soochow en China, han publicado un artículo sobre el dispositivo híbrido en un número reciente de ACS Nano .

El dispositivo híbrido consta de una célula solar de silicio convencional y un nanogenerador triboeléctrico (TENG), que convierte la energía mecánica de las gotas de lluvia que caen en electricidad. Aunque investigaciones anteriores han demostrado que estos dos tipos de dispositivos se pueden conectar con un cable adicional, en el nuevo diseño, la célula solar y TENG están integrados compartiendo un electrodo mutuo.

"El mayor avance en este trabajo es que se demostró un generador integrado compuesto por una celda solar y un TENG al compartir un electrodo mutuo, ", dijo el coautor Zhen Wen de la Universidad de Soochow Phys.org . "En comparación con el trabajo anterior, el diseño simple del electrodo mutuo reduce el número de capas funcionales, lo que mejora enormemente la eficiencia de salida ".

El electrodo compartido no solo da como resultado un diseño más compacto, pero también ofrece ventajas tanto para la célula solar como para TENG. En particular, el TENG protege la célula solar actuando como una barrera impermeable y evita que el agua penetre en el silicio. La superficie texturizada del electrodo también suprime en gran medida los reflejos de luz no deseados, mejorando la cosecha ligera. Más lejos, la superficie texturizada da como resultado una mayor área de contacto entre el TENG y las gotas de lluvia que caen, lo que mejora el rendimiento general del nanogenerador.

Un desafío que queda por abordar es el pequeño inconveniente de que la célula solar y TENG no pueden funcionar simultáneamente.

"Debido al diseño del electrodo mutuo, la célula solar y el nanogenerador no pueden funcionar juntos, ", Dijo Wen." Entonces, si hay una ducha de sol (el sol y las gotas de lluvia aparecen al mismo tiempo), tenemos que renunciar a una función del generador híbrido. Pero no creo que ese sea el caso a menudo ".

En el futuro, los investigadores planean explorar la integración del dispositivo híbrido en la ropa electrónica.

"Debido al diseño único, tiene las ventajas de ser liviano y de alta eficiencia, ", Dijo Wen." Ahora estamos diseñando un dispositivo con forma de fibra y esperamos tejerlos juntos como una tela ". Mi deseo es fabricar ropa que pueda generar electricidad a partir del sol y las gotas de lluvia, y luego usar esta electricidad para alimentar dispositivos electrónicos portátiles ".

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