view in publisher's site

Nanostructured p‐n Junctions for Kinetic‐to‐Electrical Energy Conversion

Abstract Piezoelectric ZnO nanorods grown on a flexible substrate are combined with the p‐type semiconducting polymer PEDOT:PSS to produce a p‐n junction device that successfully demonstrates kinetic‐to‐electrical energy conversion. Both the voltage and current output of the devices are measured to be in the range of 10 mV and 10 μA cm−2. Combining these figures for the best device gives a maximum possible power density of 0.4 mW cm−3. Systematic testing of the devices is performed showing that the voltage output increases linearly with applied stress, and is reduced significantly by illumination with super‐band gap light. This provides strong evidence that the voltage output results from piezoelectric effects in the ZnO. The behavior of the devices is explained by considering the time‐dependent changes in band structure resulting from the straining of a piezoelectric material within a p‐n junction. It is shown that the rate of screening of the depolarisation field determines the power output of a piezoelectric energy harvesting device. This model is consistent with the behavior of a number of previous devices utilising the piezoelectric effect in ZnO.

nanostructured p - n junctions برای تبدیل انرژی جنبشی به انرژی جنبشی

چکیده Piezoelectric های ZnO که در یک بس‌تر انعطاف‌پذیر رشد می‌کنند، با پلیمر - نوع p ترکیب می‌شوند: PSS برای تولید یک دستگاه اتصال p - n که با موفقیت تبدیل انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی را نشان می‌دهد. هر دو ولتاژ و خروجی فعلی دستگاه‌ها در محدوده ۱۰ mv و ۱۰ μA - ۲ اندازه‌گیری می‌شوند. ترکیب این شکل‌ها برای بهترین وسیله، حداکثر چگالی توان ممکن را از ۰.۴ لیتر - ۳ به دست می‌دهد. تست اصولی دستگاه‌ها انجام می‌شود که نشان می‌دهد خروجی ولتاژ به صورت خطی با فشار اعمال‌شده افزایش می‌یابد و به طور قابل‌توجهی با روشنایی با نور شکاف نواری - کاهش می‌یابد. این امر شواهدی قوی نشان می‌دهد که خروجی ولتاژ ناشی از اثرات پیزوالکتریک در ZnO می‌باشد. رفتار دستگاه‌ها با در نظر گرفتن تغییرات وابسته به زمان در ساختار باند ناشی از فشار یک ماده پیزوالکتریک در نقطه اتصال p - n توضیح داده می‌شود. نشان‌داده شده‌است که نرخ غربالگری میدان depolarisation، خروجی قدرت دستگاه برداشت انرژی پیزوالکتریک را تعیین می‌کند. این مدل با رفتار تعدادی از وسایل قبلی با استفاده از اثر پیزوالکتریک در ZnO، سازگار است.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.