将使太阳能电池雨天也能发电的纳米发电机

面对全球石油资源的日益匮乏，各国科研机构都努力的找寻更加清洁高效的新能源来逐渐替代现有的能源格局，世界各国也分别在风能、核能，潮汐能、地热能等领域发力，但更贴近我们广大民众生活应用的却是太阳能。

近日，一则太阳能电池雨天也能发电的新闻引爆科技界。据了解这是由苏州大学功能纳米与软物质研究院的孙宝全教授课题组，与孙旭辉教授课题组合作研发的，基于摩擦纳米发电机（TriboelectricNanogenerator,TENG）技术开发的混合材料太阳能电池板。该技术论文已经在ACSNano上发表。

研究人员采用导电率很高的高分子聚合物水溶液制造出了该装置的共同电极薄膜。论文第一作者文震对新华社记者说，当雨滴下落时，水滴与作为摩擦层的“摩擦纳米发电机”摩擦带电，共同电极薄膜则作为电荷感应层感应并导出电荷。

该系统的关键部分是摩擦纳米发电机，这是一种通过摩擦两种材料从而产生电荷的装置。就像静电一样，这完全是关于电子移动的故事。

摩擦纳米发电机可以从汽车轮胎与路面的摩擦中吸收动力，也可以利用衣服布料之间的摩擦，或者在这种情况下，利用雨滴在太阳能电池板上的滚动，获取能量。

中国苏州大学功能纳米与软物质研究院孙旭辉和孙宝等研究人员在最新一期《美国化学学会·纳米》杂志上报告说，这个混合装置由一个传统的硅基太阳能电池和一个“摩擦纳米发电机”组成，后者可将落下雨滴的机械能转化为电能。

◆多云、多雨天气往往会影响太阳能电池的发电量。通过给太阳能电池附加一个透明纳米发电机，中国一个科研团队新近开发出一种可在下雨时借助雨滴进行发电的装置。这个混合装置由一个传统的硅基太阳能电池和一个“摩擦纳米发电机”组成，后者可将落下雨滴的机械能转化为电能。当下雨时，还可收集雨水下落动能，拓展了能量收集范围，在现有硅基太阳能电池大面积应用条件下，有很好的应用前景。

在最新的研究中，科研人员在两种聚合物（PDMS和PEDOT:PSS）表面添加凹槽纹路。当雨滴滴落在材料表面时，凹槽纹理能通过摩擦起电作用使PDMS材料产生更多电能。而PEDOT:PSS表面的纹理则可作为摩擦发电器和太阳能电池的共用电极。因为聚合物是透明的，太阳能电池既可以从阳光中产生能量，也可以从下落的雨滴中产生能量。研究团队认为，这个简单的设计在不同天气条件下展示了能量采集的新概念。

这项新的研究，目前的主要弱点就是尚无法产生足够的电力，以至其还不能在实验室外顺利工作。不过，研究人员已经离制造无需阳光输入的电池板越来越近。