Boosting solar-to-pyroelectric energy harvesting via a plasmon-enhanced solar-thermal conversion approach

材料科学 光电子学 热电性 能量收集 光伏系统 能量转换效率 太阳能 能量转换 电气工程 功率(物理) 物理 电介质 铁电性 工程类 量子力学 热力学
作者
Haitao Li,Huan Wang,Xiangming Li,Jiangchao Huang,Xuan Li,Siew Kheng Boong,Hiang Kwee Lee,Jie Han,Rong Guo
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:100: 107527-107527 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107527
摘要

Pyroelectric technology promises the potential transformation of waste heat into useful electrical energy to address the global energy and environmental crises. However, current designs suffer from low power output and the need for additional mechanical devices to drive pyroelectric conversion. Here, we introduce an efficient sunlight-triggered pyroelectric nanogenerator (S-PENG) by combining an [email protected] modified graphene oxide ([email protected])-based solar-thermal layer with a PVDF pyroelectric layer. Our strategy integrates rGO’s photothermal properties and Au nanoparticles’ plasmonic effects to boost sunlight absorption for enhanced pyroelectric conversion. When S-PENG is irradiated with sunlight, solar-thermal temperature rapidly reaches ~68 °C in 30 s which is 23 °C higher than neat PVDF. The superior solar-thermal conversion consequently enables [email protected]/PVDF to achieve a high power output of 940 μW/m2 that is up to 35-fold better than other pyroelectric devices. By further incorporating S-PENG onto rotating windmill blades, we showcase a blade-type pyroelectric generator for direct solar energy harvesting without needing external light intensity adjustment device. This unique design functions efficiently at various outdoor environments (e.g. temperature, wind, and rain), notably achieving a high power output of 2700 μW/m2 that can be stored in a capacitor (Voc, ~ 5.2 V, 300 s charging). Our work offers valuable insights for the design of next-generation S-PENG and their facile integration with other energy technologies (e.g. windmill) for concurrent electricity harvesting from different green energy sources.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李子木发布了新的文献求助10
1秒前
清风发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.3应助阿月采纳,获得10
2秒前
包容的豌豆完成签到,获得积分20
2秒前
科研小能手完成签到,获得积分10
2秒前
2499297293完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
bkagyin应助wln339706采纳,获得10
4秒前
4秒前
ding应助呵浅陌采纳,获得10
4秒前
5秒前
思源应助linman采纳,获得10
5秒前
6秒前
12332145678完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
所所应助andy采纳,获得10
8秒前
pzc发布了新的文献求助10
8秒前
英姑应助清风采纳,获得10
9秒前
南北发布了新的文献求助50
9秒前
轻轻发布了新的文献求助20
10秒前
zzz发布了新的文献求助10
10秒前
Owen应助张小小采纳,获得10
11秒前
明亮无颜完成签到,获得积分10
11秒前
开心市民小刘完成签到,获得积分20
11秒前
明亮无颜发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
16秒前
HHH完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
18秒前
19秒前
hhhh发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.4应助坦率灵槐采纳,获得10
20秒前
迅速的弼完成签到,获得积分10
20秒前
tiptip应助L21采纳,获得10
21秒前
sahuncuannnii发布了新的文献求助10
22秒前
华仔应助linman采纳,获得10
22秒前
善良羿应助sanlang采纳,获得10
23秒前
zbidnh发布了新的文献求助10
24秒前
yuyuyu完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7243493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8867718
关于积分的说明 18706201
捐赠科研通 6917959
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3196617
关于科研通互助平台的介绍 2370293
邀请新用户注册赠送积分活动 2171275