研究人員希望能開發出也能從雨水截取能量的複合太陽能板 / Photograph: Getty Images

近十年來,太陽能成本降低了九成,成為許多地方最便宜的電力來源,太陽能板安裝數量大幅增長。但陰天時,太陽能板的能量輸出仍會受到重挫,因此,研究人員正試圖研發能在雨天發電的科技,最近成功發明出一種可利用雨水發電的太陽能板,在日落或下雨等缺乏陽光的情境下也能輸出電力。

中國蘇州大學的研究團隊,在太陽能電池上放置兩層透明的聚合物膜,利用雨水滑過膜的摩擦力產生靜電荷發電,屬於摩擦發電式奈米發電機(triboelectric nanogenerators, Tengs)。其他的研究者也有開發出類似的設備應用在太陽能板上,但來自蘇州大學的設計更為簡單有效,因為其中一層聚合物膜同時是 Teng 與太陽能電池的電極,最上層的膜還有刻凹槽幫助聚光。

研究員孫寶全介紹:「我們的設備可以在任何天氣下發電,甚至是在下雨的夜晚,且我們獨特的設計實現了輕量化。我們期望未來能夠將它與具彈性的物品或行動裝置整合,例如電子布料。不過在此之前得要先提高輸出能量的效率才能有實際的應用。」

有其他的中國科學家把收集風能的 Teng 用在太陽能電池上,孫寶全說這個方法也能融入他的設計。該領域發展快速,他預計三到五年內就會生產出測試機型。

創新或畫蛇添足?

美國外交關係協會(Council on Foreign Relations)的法倫.西法倫(Varun Sivaram)表示:「這是一個有趣的想法:不影響原本的太陽能功能又能收集雨水的動能。讓 Teng 的一層膜同時為太陽能電池聚光是個很好的工程設計。」可是他也認為,從雨水中獲得的能量規模無法與太陽能板本身相提並論。

倫敦帝國學院(Imperial College London)的基斯.巴恩漢(Keith Barnham)教授評論指,複合設計讓設備更為緊湊與有效率,但同時他表示,作為補充太陽能的能源,風能才是最有效的選擇,且同樣不會受下雨影響。

 

參考資料:

1. Carrington, D. (2018, March 13). Rain or shine: New solar cell captures energy from raindrops. Retrieved April 08, 2018.

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