面對(duì)全球石油資源的日益匱乏，各國(guó)科研機(jī)構(gòu)都努力的找尋更加清潔高效的新能源來(lái)逐漸替代現(xiàn)有的能源格局，世界各國(guó)也分別在風(fēng)能、核能，潮汐能、地?zé)崮艿阮I(lǐng)域發(fā)力，但更貼近我們廣大民眾生活應(yīng)用的卻是太陽(yáng)能。

近日，一則太陽(yáng)能電池雨天也能發(fā)電的新聞引爆科技界。據(jù)了解這是由蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院的孫寶全教授課題組，與孫旭輝教授課題組合作研發(fā)的，基于摩擦納米發(fā)電機(jī)（TriboelectricNanogenerator,TENG）技術(shù)開(kāi)發(fā)的混合材料太陽(yáng)能電池板。該技術(shù)論文已經(jīng)在ACSNano上發(fā)表。

研究人員采用導(dǎo)電率很高的高分子聚合物水溶液制造出了該裝置的共同電極薄膜。論文第一作者文震對(duì)新華社記者說(shuō)，當(dāng)雨滴下落時(shí)，水滴與作為摩擦層的“摩擦納米發(fā)電機(jī)”摩擦帶電，共同電極薄膜則作為電荷感應(yīng)層感應(yīng)并導(dǎo)出電荷。

該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是摩擦納米發(fā)電機(jī)，這是一種通過(guò)摩擦兩種材料從而產(chǎn)生電荷的裝置。就像靜電一樣，這完全是關(guān)于電子移動(dòng)的故事。

摩擦納米發(fā)電機(jī)可以從汽車輪胎與路面的摩擦中吸收動(dòng)力，也可以利用衣服布料之間的摩擦，或者在這種情況下，利用雨滴在太陽(yáng)能電池板上的滾動(dòng)，獲取能量。

中國(guó)蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院孫旭輝和孫寶等研究人員在最新一期《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)·納米》雜志上報(bào)告說(shuō)，這個(gè)混合裝置由一個(gè)傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池和一個(gè)“摩擦納米發(fā)電機(jī)”組成，后者可將落下雨滴的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

◆多云、多雨天氣往往會(huì)影響太陽(yáng)能電池的發(fā)電量。通過(guò)給太陽(yáng)能電池附加一個(gè)透明納米發(fā)電機(jī)，中國(guó)一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)新近開(kāi)發(fā)出一種可在下雨時(shí)借助雨滴進(jìn)行發(fā)電的裝置。這個(gè)混合裝置由一個(gè)傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池和一個(gè)“摩擦納米發(fā)電機(jī)”組成，后者可將落下雨滴的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)下雨時(shí)，還可收集雨水下落動(dòng)能，拓展了能量收集范圍，在現(xiàn)有硅基太陽(yáng)能電池大面積應(yīng)用條件下，有很好的應(yīng)用前景。

在最新的研究中，科研人員在兩種聚合物（PDMS和PEDOT:PSS）表面添加凹槽紋路。當(dāng)雨滴滴落在材料表面時(shí)，凹槽紋理能通過(guò)摩擦起電作用使PDMS材料產(chǎn)生更多電能。而PEDOT:PSS表面的紋理則可作為摩擦發(fā)電器和太陽(yáng)能電池的共用電極。因?yàn)榫酆衔锸峭该鞯模?yáng)能電池既可以從陽(yáng)光中產(chǎn)生能量，也可以從下落的雨滴中產(chǎn)生能量。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)在不同天氣條件下展示了能量采集的新概念。

這項(xiàng)新的研究，目前的主要弱點(diǎn)就是尚無(wú)法產(chǎn)生足夠的電力，以至其還不能在實(shí)驗(yàn)室外順利工作。不過(guò)，研究人員已經(jīng)離制造無(wú)需陽(yáng)光輸入的電池板越來(lái)越近。