物理科技生物学-PHYICA

将有机光伏电池层压到曲面上

化学 2022-09-28 00:02:20

作者:RIKEN 图1: RIKEN的研究人员利用他们的热收缩技术将有机光伏薄膜附着在不同大小的球体上

信用:RIKEN紧急事件科学中心 由all-RIKEN团队开发的热收缩技术可以让太阳能电池和触摸传感器附着在物体上,这些物体的形状使它们很难层压

最近的研究表明,在阴天,曲面太阳能电池板比平面太阳能电池板更有效地捕捉阳光

生产弯曲电子产品的一种方法是使用类似橡胶的衬底,但是在这种衬底上的太阳能电池通常具有低得多的性能

相比之下,在柔性板上制造的太阳能电池效率很高,但很难附着在曲面上——任何试图包装足球的人都可以证明这一点

由RIKEN紧急事件科学中心的乔雄·萨默亚领导的研究人员意识到,这个问题可以通过使用热收缩薄膜来克服,热收缩薄膜通常用于封装非处方药物等产品

虽然大多数电子产品太硬或太脆,无法贴在收缩膜上,但该团队专门生产具有独特性能的超薄器件

博士后研究员史蒂文·里奇解释说:“当一种材料变得更薄时,它就会变得更柔韧——这就是为什么我们可以用手弄皱铝箔,但也可以用铝来制造自行车。”

“虽然我们使用金属和塑料等刚性材料,但它们比购物袋薄三倍,可以非常急剧地弯曲而不会断裂

" Rich和三位RIKEN同事将一张不可拉伸但柔韧的聚合物薄片贴在收缩膜上,然后用显微镜观察各种受热情况下的层状结构

这些测试显示,当设备的面积缩小高达70%时,超薄薄片通过形成微小的皱纹和褶皱来减轻压力

通过控制这些褶皱的大小,并选择能够承受高温和严重褶皱的材料,RIKEN团队发现他们可以将预制有机光伏模块收缩到圆形物体上(图

1)以及具有尖角和不规则曲率的玩具,包括塑料石头和传统的日本大儒娃娃

尽管研究人员预计收缩可能会损坏光伏组件并降低器件性能,但事实恰恰相反

实验表明,收缩诱导褶皱结构的光子特性改善了光吸收,与平面器件相比,提高了高达17%的功率转换效率

该团队还使用收缩包装将茶杯的手柄与电子触摸传感器层压在一起——这是一个微妙的壮举,是这项技术如何广泛应用的一个例子

里奇说:“我们可以将传感器与显示器、发电系统和晶体管结合在一起,创造互动界面。”

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