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【科技】日本科学家发明了可水洗的有机太阳能电池纺织品

发布时间:01-22 19:15   来源:来源  点击:   发表评论

日本RIKEN的科学家发明了可水洗的有机太阳能电池。超薄光伏电池的长度可以延长一半,可承受20次洗涤周期,这意味着这些电池可以并入纺织品和物联网设备,以创造出发电的服装、电力个人健康监视器和充电移动设备。

    该研究由Takao Someya领导。薄膜器件实验室(首席科学家实验室)的首席研究员Kenjiro Fukuda解释说,这是首次将单个太阳能电池,结合了高能量效率,可拉伸性和稳定性的产品。

  他说,工作开始的时候,CEMS的Takimiya Kazuo团队开发了太阳能电池的超薄有机活性层 - 有机光伏(OPV)。该层将阳光转换成电力的效率接近8%,同时在空气和水中也非常稳定。较厚的OPV可以达到10%的峰值转换。对于仅一微米厚的光伏材料,百分之八是非常高的。而且由于是活性物质非常薄,且是有机材料,它可以弯曲而不会断裂。但是第一个用这个活性层产生的太阳能电池是不能伸缩的,而且容易被刮伤。

  Fukuda说:“人们希望这些太阳能电池能够为电子设备供电,例如传感器来测量穿戴者的心率、体温、血压和其他重要的医疗参数。它还可以让医生更容易地监测门诊病人的情况,并使运动员能够不断地测量他们的表现。通过将这些技术与我们的太阳能电池相结合,我们可以制造并实现一些非常智能的传感器服装系统。”

 

      未来,如果能够实现足够高的电压和电流,服装中的太阳能电池也可以用于对移动设备进行充电,甚至可以提供家用电力。Fukuda说:“如果太阳能电池能与轻薄的电池相结合,它们的作用就会进一步增强。我们需要一个非常薄或可伸缩的电池系统,但这很难实现。电池需要一些厚度才能储存很多能量。如果我们能找到一个合适的合作伙伴,我们可以在团队和电池研究小组之间实现良好的协同效应。”

  德国研究人员宁利和克里斯托夫布拉比克在《自然能源》杂志的一篇评论文章中提到说,目前,OPV模型无法与传统的无机太阳能电池竞争使用寿命和价格。太阳能屋顶的目标是20年的寿命,而有机光伏电池的目标寿命不到10年,而柔性产品的寿命则不到5年。

 Fukuda表示,现实世界的实际使用大概是三到五年的寿命,但已经有公司对技术商业化的兴趣。当前,需要克服的两个主要障碍是太阳能电池的成本和尺寸。这些电池目前被限制在10厘米×10厘米的范围内,制造起来相当昂贵。但这主要取决于活动层的成本。薄膜涂层实际上很薄,最终会降低成本。Fukuda说:“如果公司将这项技术商业化,他们就可以开发出一种方法,大批量生产活性层材料,并降低成本。”

  Fukuda最后说:“许多公司对我们的技术感兴趣,最近也联系了我们。我们正在努力提高电池的空气稳定性和可拉伸性。”

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(责任编辑:作者)

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