빗물 에너지와 태양광 에너지를 동시에 수확할 수 있는 하이브리드 에너지 수확 장치
Hybrid Energy Harvester for Simultaneously Harvesting Droplet Energy and Solar Energy
특허 요약
본 기재의 하이브리드 에너지 수확 장치는 태양 빛을 받아 전력을 생성하는 태양 전지, 및 상기 태양 전지의 표면에 장착되고 상기 태양 빛을 투과시킬 수 있으며, 빗물 액적이 접촉 및 이동하면서 전력을 생성하는 나노 발전기를 포함하고, 상기 나노 발전기는 브리지 정류기의 제1 노드에 연결되고 중간 축전기는 상기 브리지 정류기의 제2 노드에 연결되어, 상기 나노 발전기에서 생성된 전기 에너지를 상기 중간 축전기에 한시적으로 저장할 수 있다.
청구항
번호청구항
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제 3 항에 있어서,상기 절연 표면층은 나방 눈 구조를 모사한 표면 구조를 갖는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 나노 발전기는,액적의 접촉 및 분리가 일어나는 절연 표면층;일면이 상기 절연 표면층에 접하도록 적층되며 전극 패턴을 포함하는 전극층; 및상기 전극층의 다른 일면을 접하여 커버하며 적층된 보호층을 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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태양 빛을 받아 전력을 생성하는 태양 전지; 및상기 태양 전지의 표면에 장착되고 상기 태양 빛을 투과시킬 수 있으며, 빗물 액적이 접촉 및 이동하면서 전력을 생성하는 나노 발전기를 포함하고,상기 나노 발전기는 브리지 정류기의 제1 노드에 연결되고 중간 축전기는 상기 브리지 정류기의 제2 노드에 연결되어, 상기 나노 발전기에서 생성된 전기 에너지를 상기 중간 축전기에 한시적으로 저장할 수 있는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 1 항에 있어서,상기 태양 전지는 최종 축전기에 병렬 연결되고,상기 최종 축전기는 상기 중간 축전기와 병렬 연결되며,상기 최종 축전기와 상기 중간 축전기의 사이에 위치하여 미리 설정된 간격의 시점마다 온(on)/오프(off)를 반복하는 스위치를 더 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 절연 표면층은 주기적으로 배열된 복수의 원뿔 형상 돌기를 포함하고,상기 원뿔 형상 돌기는 50nm 내지 500nm 범위에 속하는 횡단면 직경을 갖는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 절연 표면층은 유리(glass) 또는 필름(film)인 투명 소재를 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 절연 표면층은 나노 돌기 위에 표면 에너지가 22mJ/m2 보다 작은 불소화합물 또는 실란화합물의 코팅층을 더 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 전극층은 은 나노와이어 (AgNW), 산화인듐주석(ITO, Indium Tin Oxide), 산화아연(ZnO), 그래핀(Graphene)으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 전극층은 전도성 고분자를 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 9 항에 있어서,상기 전극층은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜: 폴리스티렌설포네이트)(Poly (3,4-ethylenedioxy thiophene: Polystyrene sulfonate))(PEDOT:PSS) 또는 폴리피롤(Polypyrrole)(PPy)로 이루어지는 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 전극층은 서로 다른 극성을 갖는 제1 전극 가지와 제2 전극 가지가 교번하여 배열되는 전극 패턴을 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 11 항에 있어서,상기 제1 전극 가지와 상기 제2 전극 가지는 각각 500μm 내지 5mm 범위에 속하는 폭을 갖는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 11 항에 있어서,서로 인접한 상기 제1 전극 가지와 상기 제2 전극 가지는 500μm 내지 5mm 범위에 속하는 간격을 갖는, 하이브리드 에너지 수확 장치.

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제 3 항에 있어서,상기 보호층은 광학 투명 접착제(optically clear adhesive: OCA) 또는 액체 광학 투명 접착제(liquid optically clear adhesive: LOCA)를 포함하는, 하이브리드 에너지 수확 장치.