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雨が降っても発電する太陽電池、中国蘇州大が開発

2018年3月22日

中国の蘇州大学(江蘇省蘇州市)機能性ナノ・ソフトマター研究院の孫旭輝氏らの研究グループは、太陽電池セル(発電素子)と摩擦帯電によるナノ発電(TENG)素子を統合したエネルギーハーベスティング(環境発電)素子を開発した(図)

中国・蘇州大学機能性ナノ・ソフトマター研究院の孫旭輝氏らの研究グループが開発した、太陽電池とTENG素子によるハイブリッド環境発電素子のイメージ
(出所:蘇州大学/ACS Nano)

アメリカ化学会(ACS)が2月14日に発行した学術誌「ACS Nano」に、同グループが投稿した論文が掲載されたもの。同素子では、光電変換による一般的な太陽光発電に加えて、セルの表面上を流れ落ちる雨滴の摩擦によって発電が可能という。

ヘテロ接合シリコンの太陽電池セル上に、共通の電極としてポリチオフェン系導電性ポリマー(PEDOT:PSS)の透明な薄膜を形成した。PEDOT:PSSは反射光を低減することが可能なため、太陽電池セルの短絡電流密度を高めることができ、発電量の増加に寄与するとしている。

TENG素子は、PEDOT:PSS薄膜とその上に刷り込み形成するポリジメチルシロクサン(PDMS)薄膜で構成する。最大短絡電流は33nA、最大解放電圧は2.14V。PDMS薄膜と雨滴の接触面積を増加させることによって、TENG素子の出力を大幅に高めることに成功したという。

太陽電池とTENGによるハイブリッド構成の環境発電素子は、太陽電池による大電流とTENG素子による高電圧という両発電素子のメリットを合わせ持ち、晴天時と雨天時といった異なった気象条件でも効率よく発電できる可能性があるとしている。

 

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