科学家已经开发出一种新型的超薄光伏器件

2019-10-18 10:09:20

日本理化学研究所和东京大学的科学家已经开发出一种新型的超薄光伏器件,该器件的两面都涂有可拉伸的防水膜,即使将其浸泡在水中或拉伸或压缩后,也可以继续从阳光中供电。这项发表在《自然能源》上的工作可能会为可穿戴式太阳能电池开辟道路,可穿戴式太阳能电池将为衣服中内置的健康监测器等设备供电。物联网的要求之一(指的是将各种设备连接到Internet的世界)是为许多设备(包括可穿戴在身上的设备)开发电源的条件。

该研究小组负责人高尾隆矢(Takao Someya)表示,这些传感器可能包括记录心跳和体温的传感器,例如,提供医疗问题的预警。过去,曾尝试制造可用于纺织品的光伏产品,但通常它们缺乏至少一项重要特性-空气和水中的长期稳定性,能效以及包括抗变形性在内的坚固性-这是成功设备的关键。

对于当前的工作,研究小组的成员基于他们在较早的工作中开发的称为PNTz4T的材料,开发了极薄且柔性的有机光伏电池。他们以先前开发的反结构将设备沉积在1微米厚的聚对二甲苯薄膜上。然后将超薄设备放在丙烯酸类弹性体上,并在该设备的顶部涂上相同的弹性体,在其两面都涂上一层涂层,以防止水渗入。水和空气泄漏到细胞中,使其比以前的实验寿命更长。

然后研究人员对该设备进行了各种测试,首先发现该设备具有7.9%的强大能效,在0.57伏特下的电流密度为13.8毫安每平方厘米,产生的电流为7.86毫瓦每平方厘米。在每平方厘米100毫瓦的模拟阳光下。为了测试其对水的抵抗力,他们将其在水中浸泡了两个小时,发现效率仅下降了5.4%。为了测试其耐用性,他们对其进行了压缩,结果发现,在将近一半的水压缩20次循环后,在其上滴水滴,仍然具有原始效率的80%。

RIKEN新兴物质科学中心的福田健次郎说:“我们很高兴发现我们的设备具有出色的环境稳定性,同时具有良好的效率和机械稳定性。我们非常希望这些可洗,轻巧和可拉伸的有机光伏电池将开辟一条新途径,用作可穿戴传感器和其他设备的长期电源系统。”

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