《光电科学》新出版物;DOI 10.29026/oes.2023.230011概述基于太阳能电池的混合能源收集器。
能量收集在现代世界中扮演着重要的角色。太阳能具有可再生和环保的特点，在各种应用中获得了巨大的普及，从小型可穿戴电子设备到为大型系统供电。然而，挑战在于使太阳能电池始终可靠，因为它们受天气条件的影响。这个问题激发了研究人员探索一种新的解决方案:将太阳能电池与其他类型的能量收集器结合起来，创造出混合能量收集器(HEHs)。这些混合系统使用不同的机制从周围环境中获取能量。本文详细介绍了四种主要类型的能量收集器:太阳能电池、摩擦纳米发电机(TENGs)、压电纳米发电机(peng)和热电发电机(TEGs)。它聚焦于基于太阳能电池的混合能量收集器(SCHEHs)的最新进展，揭示了它们的结构和实际应用。该综述概述了三种具体的设计，将teng、peng和teg与太阳能电池结合起来，创造出强大的能量收集器。此外，它还解决了开发这些混合系统所面临的挑战，并为SCHEHs的潜在研究方向提供了见解。这项研究背后的驱动力是需要克服传统能源的局限性，使可再生能源技术更加可靠。通过融合各种能量收集方法，科学家们旨在创造更高效、更可靠的能源解决方案，为可持续能源的未来做出贡献。
本文综述了近年来基于太阳能电池的混合能量收集器(SCHEHs)的研究进展。它首先解释了太阳能电池、摩擦纳米发电机(TENGs)、压电纳米发电机(peng)和热电发电机(TEGs)的原理和成就。然后，审查涉及SCHEHs的详细结构，解释它们如何发挥作用以及它们可以应用的地方。最后，讨论了开发这些混合系统所面临的挑战，并对该研究领域的潜在未来进展进行了总结。
众所周知，当前社会面临的能源挑战，包括可用性、可负担性和可持续性等问题，促使人们需要从化石燃料转向更清洁的可再生能源。这种转变导致了对能量收集的关注，这种技术具有许多优点，如可持续性，减少对外部电源的依赖，节省成本和环境优势。能量收集在为各种应用提供清洁可靠的电力解决方案方面发挥着关键作用，有助于实现更可持续的未来。
这一审查的动机源于传统能源的局限性和对环境保护的日益关注。研究人员已将注意力转向可再生能源，旨在开发不产生有害污染的发电设备。这些设备被称为可再生能源收割机，利用不同的环境资源，如风、太阳辐射、人体运动、水波和废热。其中，太阳能电池因其低维护成本，最小的碳足迹和丰富的可用性而获得突出地位。虽然太阳能电池在能量转换效率和稳定性方面取得了长足的进步，但它们仍然依赖于阳光，这使得它们容易受到天气条件的影响。为了应对这一挑战，科学家们一直致力于将太阳能电池与其他能量收集技术结合起来，创造混合系统。这些系统，如摩擦纳米发电机(TENGs)、压电纳米发电机(peng)和热电发电机(TEGs)，可以通过不同的机制从环境中利用能量。通过整合这些技术，研究人员的目标是创造更稳定和持续的电力供应，确保即使在阳光有限的情况下也能可靠地发电。
总的来说，SCHEHs提供了一种非常有希望的方法来更好地进行能量转换，并改进能量收集系统的使用方式。这些系统将太阳能电池板的优点与其他收集能量的方式结合在一起。这有助于为许多不同的用途创造更好的方法，比如让东西不需要插上电源就能工作，从远处看东西，以及有智能的出行方式。除此之外，这些系统在帮助世界使用更多不会耗尽的能源方面发挥着重要作用。这一点非常重要，因为全世界都在努力使用更多对地球有益的能源。总之，在混合动力系统中混合不同的方式来发电的想法看起来很有前途，最近得到了很多关注。
本综述重点介绍了太阳能电池混合能量收集器(SCHEHs)领域的最新突破，该领域结合了摩擦电、压电和热电方法。太阳能，由于其清洁和丰富的性质，在能源格局中处于领先地位，占据了中心位置。通过将太阳能电池与其他能量收集器组合在一起，这些混合装置可以同时从多个来源获取能量，最大限度地提高能源生产潜力。太阳能电池主要依靠阳光，而阳光会受到各种因素的阻碍。将替代能源与太阳能相结合，确保了持续的电力供应。这种战略组合使系统能够从机械振动和温差等来源收集能量，即使在阳光有限的情况下也能持续发电。这些混合系统利用了每种能量收集技术的独特优势。例如，太阳能电池将阳光转化为电能，而压电纳米发电机(PENGs)则擅长将机械振动转化为能量。通过协调这些技术，混合动力系统实现了最佳的能量转换效率和性能。
此外，这种集成设计提高了功率密度，对于可穿戴设备或小型电子设备等空间受限的应用来说，这是一个显著的优势。当一个组件面临限制时，其他组件会介入以保持稳定的发电。总的来说，基于太阳能电池的混合能量收集器(SCHEHs)在提高能量转换效率和扩大能量收集系统的多功能性方面具有巨大的潜力。通过太阳能电池和各种能量收集技术的创新组合，他们为各种应用的可持续和高效发电铺平了道路。随着这一领域研究的进展，我们可以预见到更有效和适应性更强的能源解决方案。
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