セビリアの材料科学技術研究所（ICMS）のスペイン人科学者 開発した ペロブスカイトをベースとした、他に類を見ないハイブリッド太陽電池。太陽光と雨滴の落下エネルギーの両方を同時に電力に変換できます。この技術は、太陽光による従来の光起電力効果と雨滴による摩擦電気効果を組み合わせたもので、実質的に全天候型ソリューションです。
基本的なアイデアはシンプルです。変動の激しい気象条件、特に降雨量の多い地域において最も効率的に動作する多機能デバイスを開発することです。このセルの設計では、太陽エネルギーを生成するペロブスカイト層の上に、高い透明性（90%以上）、疎水性、摩擦電気エネルギー生成能力といった重要な特性を持つCFₓの薄いフッ素化ポリマー層を重ねています。
この保護層は、真空中室温でプラズマ溶射法を用いて堆積され、敏感なペロブスカイトを湿気から保護すると同時に、雨滴の衝撃によるエネルギー収集を可能にします。雨滴が表面に衝突して剥離すると、材料間の接触と電荷分離が起こり、電気パルスが発生します。
実験プロトタイプでは、17,9%の光起電力効率が実証されました。デバイスの摩擦電気部品は優れた性能を示し、液滴1個あたり最大110Vの開放電圧と約4mW/m²の最大電力密度を実現しました。ハイブリッドモードでは、太陽光の半分の照度（500W/m²）で11,6mA/m²の短絡電流密度を達成し、液滴からのピーク電圧は最大12Vに達しました。研究者らはまた、ハイブリッドセルでスーパーキャパシタを充電し、コンバータを介してLEDストリップに電力を供給するデモンストレーターも作成しました。
3DScavengersプロジェクトとDrop Enerプロジェクトが欧州研究会議（ERC）と次世代基金（NNG）の支援を受けて実施したこの開発は、より多用途なソーラーパネルへの道を開くものです。太陽光は依然として主要な電力源ですが、雨水による追加エネルギーは曇天時のバッテリー充電を加速します。しかしながら、この技術を実験室のプロトタイプから拡張することは依然として困難であり、さらなる研究が必要です。
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出所： 3dnews.ru
