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欧洲研制出可进行室内光发电的高效柔性电池
军工资源网    2020-05-15 01:38:43    文字:【】【】【
摘要:自主无线传感器、低功耗消费电子、智能家居、休闲设备以及物联网的发展正在掀起一场科技革命。然而,这些科技的发展都需要高效且易于集成的能量收集设备。研究人员预测,数十亿个无线传感器将在未来几十年内会被安装在室内环境中。

【据美国科技探索网站2020年5月11日报道】自主无线传感器、低功耗消费电子、智能家居、休闲设备以及物联网的发展正在掀起一场科技革命。然而,这些科技的发展都需要高效且易于集成的能量收集设备。研究人员预测,数十亿个无线传感器将在未来几十年内会被安装在室内环境中。

当前,科学家们正在寻求一种既能保证为电子器件能量充足,又能满足体积小、便捷和经济需求,且可以在超薄可弯曲基板上集成的室内光伏(PV)电源。该类型的能源供应将替代传统电池,并实现无缝集成。

家庭、商店和办公室的光谱照度一般为100至500勒克斯,而超薄柔性基板上的光伏电池必须能够在此室内人工照明条件下提供优异的性能。与之相对,户外阳光下的光照强度要比室内高2到3个数量级,这也是典型太阳能电池的标准测试条件。

近日,来自罗马-托尔韦尔加塔大学混合和有机太阳能中心、哥伦比亚内瓦的Surcolombiana大学以及德国德累斯顿的Fraunhofer有机电子研究所的国际研究团队在《细胞报告物理科学》期刊上发表了他们的研究成果。研究团队在超薄柔性玻璃(FG)基板的卷对卷铟锡氧化物(ITO)涂层上制造了柔性钙钛矿光伏电池,其具有优异的透光率(>80%)、片材电阻(13欧姆/平方)和弯曲性,在20.5毫米曲率下可实现1600次弯曲。该超薄柔性玻璃上优化了钙钛矿光伏电池,在二氧化锡(SnO2)紧密层上加入了介孔支架,大大提高了发电效率,在200和400勒克斯的LED照明条件下,其发电效率分别达到了20.6%(16.7微瓦/厘米2)和22.6%(35.0微瓦/厘米2),是目前所有柔性和可弯曲室内光伏电池中是最高的,比此前的柔性基板钙钛矿光伏电池的效率高出了60%到90%。

这些数据强调了超薄和超轻能源器件在室内电子元件中的应用潜力。所有的钙钛矿光伏电池的活性层都是在低温条件下通过溶液处理的方式沉积的,这意味着在超薄柔性玻璃上的卷对卷制造不仅可以在铟锡氧化物层实现,未来,还可以通过印刷技术在器件的其他层实现。因此,该技术将是未来室内电子器件电源的重要发展方向。(国家工业信息安全发展研究中心 刘彧宽)

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