太陽能顧名思義, 即是將太陽光與熱來轉換成能量, 必須要在有陽光的情況下才能運作. 但蘇州大學納米科學技術院打破這項限制, 研發一種新型混合太陽能板, 結合太陽能板與納米摩擦發電機(TENGs), 讓太陽能板在晴天與雨天都可以發電.
納米摩擦發電機(TENGs)是基於摩擦起電原理, 讓兩種不同物體相互摩擦, 使電荷可進行能量轉移並形成電壓, 且由於摩擦起電能通用於導體跟絕緣體, 生活中常見物品如衣物, 輪胎與紙張都可以用來當作起電材料.
因此該團隊想要利用雨滴與太陽能之間的摩擦動能產生電, 並進一步設計出更好的能量收集系統. 過去也有研究想要善加利用雨水摩擦力, 但製造出來的設備往往製程複雜且體積龐大.
蘇州大學研究人員在太陽能板上設備兩層透明聚合物, 分別是聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane)與導電高分子PEDOT:PSS. 上層聚二甲基矽氧烷為摩擦起電的材料之一, 下方的PEDOT:PSS聚合物層則是太陽能板與納米摩擦發電機的共同電極, 該聚合物不僅可減少光線反射, 還可以增強發電效率.
當開始下雨時, 納米摩擦發電機將會開始運作, PEDOT:PSS材料會負責把電能傳送給太陽能板, 且兩層聚合物皆為透明材質, 晴天時依然可以從陽光獲取能量.
根據資料, 目前該設備短路電流為33nA, 開路電壓則是2.14V, 雖然數值並不高, 但證明這概念可實際運作, 並能持續進行研究. 團隊表示, 新設備比之前的TENGs太陽能板有更多優勢, 設計簡單, 體積更小, 且更容易製造. 該研究已發布在《ACSNano》期刊.