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          “印刷”一個可穿戴太陽能“充電寶” 可隨時提供存儲電源

          2021-02-12

           

          摘要:太陽能充電裝置的設計包括了一個能量收集模塊(即柔性太陽能電池)、一個儲能模塊(即在聚酰亞胺基板上打印準固態非對稱超級電容器陣列)和一個塑料薄膜覆蓋層。

          隨著物聯網與柔性電子技術的快速發展,可穿戴的自供電系統受到越來越廣泛的關注。但是,能量轉化、能量收集與能量存儲各個模塊之間性能難以匹配,往往導致自供電系統冗雜、體積笨重。

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          近日,蘇州大學能源學院教授孫靖宇、邵元龍與美國加州大學洛杉磯分校教授Rid B. Kaner等人借助印刷技術構筑了高集成性、可穿戴的太陽能直充自供電單元,擺脫了每天拿著“板磚”充電寶的麻煩,隨走隨充、攜帶方便。

          他們在《自然—通訊》上發布的研究成果顯示,這個太陽能充電裝置的設計包括了一個能量收集模塊(即柔性太陽能電池)、一個能量存儲模塊(即在聚酰亞胺基板上打印準固態非對稱超級電容器陣列)和一個塑料薄膜覆蓋層。其中,準固態非對稱超級電容器是以氮化釩為負電極,錳氧化物為正電極、聚丙烯酰胺凝膠為電解質組裝而成。

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          這種可穿戴太陽能自供電系統還采用絲網印刷技術構筑了微型的鎂離子基非對稱超級電容器,與商業的太陽能電池進行集成,形成了高柔性、高集成度、高安全性以及高循環穩定性的可穿戴太陽能自供電單元,為構筑一體化、可穿戴的自供電器件提供了新的方案。

          研究人員稱,當暴露在陽光下時,太陽能電池組件使熱輻射轉換為電能,并同時對超級電容器充電,充電之后的光電超級電容器可隨時為電子設備提供存儲電源。這種太陽能充電的自供電單元可以直接佩戴,并可作為可靠的電源為便攜式電子手表供電。


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