能量采集层;超低功率晶体管;钙钛矿太阳能电池效率达到20.3%。
能量采集层
威斯康星大学麦迪逊分校的工程师们开发了一种地板材料,可以用作摩擦电王中林教授脚步转换成电。
方法采用木浆,常见的废弃物已经经常用于地板。果肉部分的纤维素纳米纤维,化学处理时产生电荷,当他们接触到未经处理的纳米纤维。
因为木浆是廉价、丰富、可再生废料的几个行业,地板,融合了传统材料新技术可能负担得起的。虽然现有的类似的材料利用脚步能量,它们是昂贵的,在大规模nonrecyclable,不切实际。
团队的工作属于绿色能源研究领域称为“路边能量收获。”
“路边能量收获需要思考的地方有丰富的能源我们可以收获,“Xudong Wang表示威斯康辛大学麦迪逊分校材料科学和工程学副教授。“我们已经从人类活动收获能量上做了很多工作。方法之一是建立一些人,和另一种方法是构建不断进入人们的东西。地面是最常用的地方。“团队认为该方法可能在某些设置,对手太阳能。
王副教授Xudong持有的原型研究者的能量收集技术,使用木浆和利用纳米纤维。该技术可能被纳入地板,地板上的脚步声转换成可用的电力。(来源:斯蒂芬妮Precourt /威斯康辛大学麦迪逊分校)
交通拥挤在走廊地板和球场和商场,把技术可以产生大量的能量,根据王。内部每个功能部分这样的地板有两种不同的材料,包括纤维素纳米纤维,将厚1毫米或更少。地上可能包括功能单元的几层更高的能量输出。
“我们在我们的实验室的初始测试显示它在数以百万计的工作周期,没有任何问题,”王说。“我们还没有将这些数据转换为一年的生活地板,但我想用适当的设计绝对可以比地板本身。”
小组说技术可以很容易地纳入各种地板一旦准备好市场。他们的下一个步骤是建立一个原型高调的威斯康辛大学麦迪逊分校校园来演示这个概念。
超低功率晶体管
剑桥大学的工程师们开发了一个超低功率晶体管可能几个月,甚至几年没有电池的功能清除能量从它的环境。
薄膜晶体管,indium-gallium-zinc-oxide构造,能够以超低功率运行(小于1毫微瓦)和小于1伏特的电压切换非常高的内在利益。
通过改变晶体管的设计,研究人员能够使用肖特基壁垒保持独立于另一个电极,这样可以缩减晶体管非常小的几何图形。
“我们挑战传统晶体管应该如何的看法,“剑桥Arokia内森教授说的工程。“我们发现,这些肖特基障碍,大多数工程师尽量避免,有理想的特征类型的超低功耗应用我们看,如可穿戴或可植入的电子健康监测”。
(来源:剑桥大学)
“如果我们把能量从一个典型的AA电池在此基础上设计,它将持续十亿年,“剑桥Sungsik Lee博士说。使用肖特基势垒”使我们能够防止电极相互干扰,甚至为了放大信号的振幅在晶体管的状态几乎是关掉。”
根据国家教授Amaratunga剑桥”,这种类型的超低功率操作是一个先决条件的许多新无处不在的电子工业的应用,重要的是函数没有对速度的需求。在这样的应用程序拥有完全自主的可能性现在电子产品成为可能。系统从环境背景可以依靠收获能量非常长期的操作,这是类似于生物如细菌生物学。”
钙钛矿太阳能电池效率达到20.3%
斯坦福大学和牛津大学的研究者建立了一个all-perovskite太阳能电池将阳光转换成电能的效率20.3%,与硅太阳能电池目前市场上。新装置包括两个钙钛矿串联太阳能电池堆叠。每个细胞都是印在玻璃,但同样的技术可以用来打印细胞在塑料。
先前的研究表明,添加一层钙钛矿可以提高硅太阳能电池的效率。但两个all-perovskite细胞组成的串联设备更便宜和更少的能源密集型,研究小组说。
典型的钙钛矿电池收成光子从太阳光谱的可见部分。的高能光子会导致钙钛矿晶体中电子跳过一个能源缺口并创建一个电流。太阳能电池与一个小能源缺口最能吸收光子而产生很低的电压。细胞与更大的能源缺口产生更高的电压,但低能光子穿过它。
一个有效串联装置将包括两个理想匹配细胞,贾尔斯Eperon位联席作者说牛津大学的博士后学者目前华盛顿。
“细胞与更大的能源缺口将吸收的高能光子,产生额外的电压,“Eperon说。“细胞与较小的能源缺口可以收获光子没有收集的第一个细胞,依然会产生一个电压。”
“我们开发出一种新型钙钛矿,低能量吸收红外线,并将14.8%的转换效率,“Eperon说。”然后用钙钛矿相结合组成的细胞相似的材料,但更大的能源缺口。”
横截面的一个新的串联太阳能电池由斯坦福大学和牛津大学科学家设计的。钙钛矿的布朗上层捕捉低能lightwaves,和红色的钙钛矿层捕获高能波。(来源:扫描电镜图像和丽贝卡Belisle贾尔斯Eperon)
另一个关注钙钛矿是稳定的。屋顶的太阳能电池板的硅通常25年或更多。但是一些钙钛矿降解迅速暴露在潮湿或光。在以前的实验中,钙钛矿与锡是特别不稳定。
评估的稳定性,研究小组的实验细胞受到温度212华氏度(100摄氏度)的四天。“至关重要的是,我们发现我们的细胞表现出优秀的热与大气稳定,前所未有的锡基钙钛矿,”作者写道。
团队的下一个步骤是优化的组成材料来吸收更多的光,产生更高的电流。
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