En attachant un nanogénérateur transparent à une cellule solaire en silicium, des chercheurs ont conçu un appareil qui récupère l'énergie solaire par temps ensoleillé et l'énergie mécanique des gouttes de pluie tombant par temps de pluie. La double fonctionnalité peut fournir un moyen de récolter de l'énergie avec une plus grande cohérence au milieu de conditions météorologiques en constante évolution.

Les chercheurs, Yuqiang Liu et al., à l'Université de Soochow en Chine, ont publié un article sur le dispositif hybride dans un récent numéro de ACS Nano .

Le dispositif hybride se compose d'une cellule solaire conventionnelle au silicium et d'un nanogénérateur triboélectrique (TENG), qui convertit l'énergie mécanique des gouttes de pluie qui tombent en électricité. Bien que des recherches antérieures aient montré que ces deux types d'appareils peuvent être connectés avec un fil supplémentaire, dans la nouvelle conception, la cellule solaire et le TENG sont intégrés en partageant une électrode mutuelle.

"La plus grande percée dans ce travail est qu'un générateur intégré composé d'une cellule solaire et d'un TENG a été démontré en partageant une électrode mutuelle, " a déclaré le coauteur Zhen Wen de l'Université de Soochow Phys.org . « Par rapport aux travaux antérieurs, la conception simple de l'électrode mutuelle réduit le nombre de couches fonctionnelles, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la production."

L'électrode partagée permet non seulement une conception plus compacte, mais il offre également des avantages à la fois à la cellule solaire et au TENG. En particulier, le TENG protège la cellule solaire en agissant comme une barrière étanche et empêche l'eau de pénétrer dans le silicium. La surface texturée de l'électrode supprime également considérablement la réflexion indésirable de la lumière, améliorant la récolte de lumière. Plus loin, la surface texturée entraîne une plus grande surface de contact entre le TENG et les gouttes de pluie qui tombent, ce qui améliore les performances globales du nanogénérateur.

Un défi qui reste à relever est l'inconvénient mineur que la cellule solaire et le TENG ne peuvent pas fonctionner simultanément.

"En raison de la conception de l'électrode mutuelle, la cellule solaire et le nanogénérateur ne peuvent pas fonctionner ensemble, " dit Wen. " Donc s'il y a une averse (soleil et gouttes de pluie apparaissant en même temps), nous devons abandonner une fonction du générateur hybride. Mais je ne pense pas que ce soit souvent le cas."

À l'avenir, les chercheurs prévoient d'explorer l'intégration de l'appareil hybride dans les vêtements électroniques.

"En raison de la conception unique, il a l'avantage d'être léger et d'avoir un rendement élevé, " Wen a dit. "Nous concevons maintenant un dispositif en forme de fibre et prévoyons de les tisser ensemble comme un tissu. Mon souhait est de fabriquer des vêtements qui puissent générer de l'électricité à partir du soleil et des gouttes de pluie, et ensuite utiliser cette électricité pour alimenter des appareils électroniques portables."

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