太阳能顾名思义, 即是将太阳光与热来转换成能量, 必须要在有阳光的情况下才能运作. 但苏州大学纳米科学技术院打破这项限制, 研发一种新型混合太阳能板, 结合太阳能板与纳米摩擦发电机(TENGs), 让太阳能板在晴天与雨天都可以发电.
纳米摩擦发电机(TENGs)是基于摩擦起电原理, 让两种不同物体相互摩擦, 使电荷可进行能量转移并形成电压, 且由于摩擦起电能通用于导体跟绝缘体, 生活中常见物品如衣物, 轮胎与纸张都可以用来当作起电材料.
因此该团队想要利用雨滴与太阳能之间的摩擦动能产生电, 并进一步设计出更好的能量收集系统. 过去也有研究想要善加利用雨水摩擦力, 但制造出来的设备往往制程复杂且体积庞大.
苏州大学研究人员在太阳能板上设备两层透明聚合物, 分别是聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane)与导电高分子PEDOT:PSS. 上层聚二甲基硅氧烷为摩擦起电的材料之一, 下方的PEDOT:PSS聚合物层则是太阳能板与纳米摩擦发电机的共同电极, 该聚合物不仅可减少光线反射, 还可以增强发电效率.
当开始下雨时, 纳米摩擦发电机将会开始运作, PEDOT:PSS材料会负责把电能传送给太阳能板, 且两层聚合物皆为透明材质, 晴天时依然可以从阳光获取能量.
根据资料, 目前该设备短路电流为33nA, 开路电压则是2.14V, 虽然数值并不高, 但证明这概念可实际运作, 并能持续进行研究. 团队表示, 新设备比之前的TENGs太阳能板有更多优势, 设计简单, 体积更小, 且更容易制造. 该研究已发布在《ACSNano》期刊.