(Phys.org) —Les appareils qui récupèrent l'énergie de l'environnement nécessitent des conditions environnementales spécifiques; par exemple, les cellules solaires et les générateurs piézoélectriques nécessitent la lumière du soleil et des vibrations mécaniques, respectivement. Étant donné que ces conditions n'existent pas tout le temps, la plupart des récupérateurs d'énergie ne génèrent pas un flux constant d'électricité. Afin de récolter en continu l'énergie omniprésente, des chercheurs ont conçu et fabriqué un récupérateur d'énergie hybride intégrant une cellule solaire et un générateur piézoélectrique, lui permettant de récupérer simultanément l'énergie de la lumière du soleil et des vibrations sonores.

Les chercheurs, Dae Yeong Lee, et al., de l'Université Sungkyunkwan et du Samsung Advanced Institute of Technology, à la fois en Corée du Sud, ont publié leur étude sur le récupérateur d'énergie hybride dans un récent numéro de Nanotechnologie .

"En utilisant le récupérateur d'énergie hybride, deux sources d'énergie différentes peuvent être utilisées dans une plate-forme, " a déclaré le coauteur Hyunjin Kim du Samsung Advanced Institute of Technology Phys.org . "Ainsi, la puissance de sortie totale de l'abatteuse hybride peut être augmentée par rapport à chaque abatteuse séparée. De plus, en récupérant deux sources d'énergie dans un seul appareil, une sortie continue peut être générée même lorsqu'une seule source d'énergie est disponible."

Pour concevoir la moissonneuse, les chercheurs se sont tournés vers les cellules solaires à nanopiliers de silicium pour la récolte de la lumière du soleil sur la moitié de l'appareil. Des recherches antérieures ont montré que les cellules solaires à nanopiliers en silicium sont des candidats prometteurs comme dispositifs photovoltaïques en raison de leur faible réflexion, absorption élevée, et le potentiel de production de masse à faible coût.

Après fabrication des cellules par une technique de gravure plasma et des procédés de recuit, les chercheurs ont enduit le dessus de chaque cellule pour le préparer au placement du générateur piézoélectrique, qui a été empilé sur le dessus en utilisant une méthode de revêtement par centrifugation. Durer, les électrodes supérieure et inférieure prennent en sandwich l'appareil.

L'ensemble de la moissonneuse a une hauteur de quelques centaines de nanomètres, avec la majeure partie de la hauteur provenant des nanopiliers de 300 nm de haut dans la cellule solaire.

Dans les essais, le récupérateur d'énergie pourrait produire de l'électricité à partir des cellules solaires avec un rendement de conversion de 3,29 %. À la fois, la moissonneuse pourrait générer 0,8 V de tension de sortie lorsqu'elle est exposée à un son de 100 dB.

L'appareil hybride suggère que la récolte des énergies solaire et vibratoire peut permettre une récolte plus efficace dans certains environnements par rapport à un appareil qui ne récolte qu'un seul type d'énergie.

"Ce récupérateur d'énergie peut être très utile là où il n'y a pas de réseau électrique connecté, " a déclaré le coauteur Won Jong Yoo de l'Université Sungkyunkwan. " Par exemple, ce dispositif sera utile dans les véhicules en mouvement tels que les bateaux en mouvement, les trains, automobile, etc. La sortie de 0,8 V n'est que des données préliminaires. Si nous optimisons la structure du dispositif et les conditions de fabrication, la puissance de sortie sera considérablement augmentée."

À l'avenir, les chercheurs prévoient de fabriquer des dispositifs de récupération d'énergie hybrides entièrement flexibles à l'aide de substrats en plastique afin de récupérer l'énergie mécanique plus efficacement.

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