据中国光学期刊报道，苏州大学功能纳米与软物质研究院的科学家日前在ACS Nano上发表论文，称其研发出一种基于摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator, TENG）技术开发的混合材料太阳能电池板，可以在晴天和雨天时均能进行发电并存储电能。
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的这项研究，主要利用雨滴在材料表面运动产生的摩擦纳米发电效益，而在雨天时收集电能。
利用雨滴在材料表面的运动收集摩擦发电效益
基于摩擦纳米发电机的自供电传感系统，可利用外部环境机械振动产生电能从而实现供电。
在这一案例中，科研者们采集了来自于太阳能电池材料表面的雨滴滑落运动产生的摩擦，混合太阳能电池板顶层材料采用了聚二甲硅氧烷聚合物，而下一层采用了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)- 聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS) 。
在雨滴下落时，顶层被激活， 聚合物与下一层接触，而PEDOT/PSS材料的薄膜则充当起了两者的共同电极，使得摩擦纳米发电机直接向太阳能电池供电，让后者从前者收集电能。
而在晴天时，材料都是透明的，以确保光伏电池能够正常收集太阳能。
摩擦纳米发电机的四种基本工作模式
资料显示，摩擦纳米发电机具有垂直接触-分离、水平滑动、单电极、独立层等四种基本工作模式，是一项颠覆性技术并具有史无前例的输出性能和优点。
与经典电磁发电机相比，其在低频下的高效能是同类技术无法比拟的，同时它还可以作为自驱动的传感器来感知由机械触发所产生的静态和动态过程的信息。
麦克斯韦位移电流理论对科技与产业的影响
物理学认为，纳米发电机将是麦克斯韦位移电流继电磁波理论和技术后在能源与传感方面的另一重大应用，有可能引领技术革新并深刻改变人类社会。
由位移电流推导出的电磁波理论、和电磁感应现象和电磁场统一理论，不仅催生出天线广播、电视电报、雷达微波、无线通信和空间技术，也在飞机、船舶、宇宙飞船以及电力和微电子工业中得到极大应用。
而由位移电流第二分量基于媒介极化的特点催生出压电纳米发电机和摩擦纳米发电机，则将极大地推动新能源技术和自供电传感器技术的发展，使纳米发电机能源系统在物联网、传感器网络、新能源甚至大数据等影响未来人类发展的重大方面得到广泛的应用。
来源：六维科工贸
