تولید برق با نور و صدا
محققان می گویند می توان با قرار دادن پیل های خورشیدی در نزدیکی منبعی از سر و صدا یا لرزش های محیطی، بهره وری این پیل های فوتوولتاییک را در مناطق شهری ، نظامی ، حمل و نقل و ماشین آلات به بیشترین حد خود رساند.
پیل های خورشیدی هیبریدی آلی – غیر آلی در حال حاضر یک گزینه وسوسه انگیز نسبت به سیلیکون هستند چرا که هزینه تمام شده آنها کمتر است اما وجود اشکالاتی در این نوع پیل ها موجب پایین آمدن بهره وری آنها می شود.
با این حال تحقیقات جدید نشان می دهد می توان از خواص پیزوالکتریک لایه های غیر آلی پیل های خورشیدی برای افزایش کارآمدی کلی سیستم های هیبریدی استفاده کرد ؛ اقدامی که درصورت قرار گرفتن صدای محیط و نور خورشید در کنار هم می تواند می تواند انرژی بیشتری تولید کند.
مواد پیزوالکتریک وقتی که در معرض لرزش صوت و حتی لمس قرار می گیرند برق تولید می کنند. اگرچه محققان می دانستند نانو لوله های اکسید روی مطالعه شده در این تحقیقات خواص پیزوالکتریک دارند اما پیش از این تحقیقات اندکی به آنها پرداخته است.
علاوه بر این، تمرکز بر روی برق تولید شده توسط خود پیزوالکتریک بوده است که درصد ناچیزی از کل خروجی را به خود اختصاص می دهد.
با این حال پژوهشگران دانشگاه کویین مری و امپریال کالج لندن دریافته اند سطوح صوت به پایینی 75 دسیبل ( پایین تر از صدای ترافیک شهری) می تواند اثربخشی و بهره وری این وسایل فوتوولتاییک را تا 50 درصد افزایش دهد.
به ویژه، این اثربخشی در 10 kHz به اوج خود می رسد یعنی در فرکانس رزونانس نانو لوله های اکسید روی و درست بالای جایی که بخش عمده ای از نت های موسیقی پاپ به آن می رسند.
محققانی که صدای موسیقی را برای این یافته مورد آزمایش قرار دادند دریافتند موسیقی پاپ بیشترین تاثیر را در افزایش بهره وری پیل های خورشیدی ایجاد می کند و موسیقی کلاسیک کمترین اثر را دارد.
محققان این سیستم را در تاریکی مورد آزمایش قرار داده و مشاهده کردند وقتی این سیستم در تاریکی لرزش را دریافت می کند، برق تولید می شود اما میزان آن بسیار کم است . این ولتاژ فقط ناشی از لایه پیزوالکتریکی است که برق خود را تولید می کند. به گفته دانشمندان میزان اندک برق تولید شده قابل مقایسه با برق تولید شده ناشی از نور و لرزش نیست.
محققان نتیجه گیری کردند که میدان الکتریکی ایجاد شده توسط ارتعاش نانولوله های اکسید روی با الکترون های مهاجر لایه پلیمر آلی وارد تعامل می شوند. این فرایند احتمال نوترکیبی که در آن الکترون ها انرژی می گیرند را کاهش می دهد ؛ فرایندی که در آن الکترونها به جای حرکت به سوی لایه اکسید روی الکترون دوست، در یک حفره گیر می افتند.
این سازوکار فیزیکی در نشریه مواد پیشرفته منتشر شده است.