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据2018年3月30日solardaily报道,将来也许有可能借助在风中飘动的树叶来收集能量。 林克平(Linkoping)大学有机电子实验室的研究人员已经开发了一种当光线从日光变为阴影时,就会产生电脉冲的方法和材料,反之亦然。
“植物及其光合作用系统在日照和阴影之间不断发生波动,我们从中得到灵感,并开发了一系列材料组合,使日光和阴影之间的加热发生变化,从而产生电力,”林克平大学有机电子实验室的有机光子学和纳米光学研究小组的首席研究员和讲解员Magnus Jonsson说。
已在实验和计算机模拟中验证的结果已发表在《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)杂志上。
与哥德堡大学的研究人员一起,Magnus Jonsson及其团队先前开发了吸收阳光并产生热量的小型纳米天线。 他们在2017年的《纳米快讯》(Nano Letters)上共同发表了一篇文章,描述了如何将天线安装到窗户玻璃中,从而减少寒冷的下向气流并节省能源。 天线的尺寸为几十纳米,对近红外光产生反应并产生热量。
图1 Magnus Jonsson与Mina Shiran Chaharsoughi 在林克平大学有机电子实验室
Magnus Jonsson小组的博士生Mina Shiran Chaharsoughi现在开发了这项技术,并将小型天线与热释电胶片结合在一起,创造了一个小型光学发生器。
“热释电”是指在加热或冷却时在材料上产生电压。 温度的变化导致电荷移动并在电路中产生电流。
天线由小金属圆盘组成,在这种情况下,金纳米圆盘的直径为160纳米(0.16微米)。 将它们放置在基底上并涂覆聚合物膜以产生热电性质。
“纳米天线可以在大面积上制造,数十亿个小圆盘均匀地分布在表面上,我们的案例中光盘之间的间距约为0.3微米,我们使用金和银,但也可以用铝或铜,”Magnus Jonsson说。
天线产生热量,然后借助聚合物将其转化为电力。 首先必须极化聚合物薄膜以在其上形成偶极子,正负极之间有明显的差异。 极化程度影响发电功率的大小,而聚合物膜的厚度似乎完全没有任何影响。
Mina Shiran Chaharsoughi说:“我们强迫物质的极化,并且它很长一段时间都保持极化。
Mina Shiran Chaharsoughi进行了一项在扇子的气流中拿着一根枝叶的实验,目的是为了清楚地验证其效果。 叶片的运动在光发生器上产生了阳光和阴影,从而产生小的电脉冲并为外部电路供电。
Magnus Jonsson说:“研究工作处于早期阶段,但我们未来可以利用树木中阳光和树荫之间的自然波动来收集能量。
更贴近实施的应用可以在光学研究中找到,例如纳米尺度的光检测。其他应用可以在光学计算中找到。
文献来源:
http://www.solardaily.com/reports/Hybrid_plasmonic_and_pyroelectric_harvesting_of_light_fluctuations_999.html
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