Учени създават водоустойчива носима фотоволтаика

Учените от японския изследователски институт RIKEN и Университета в Токио са разработили ултратънки фотоволтаици, увити в еластични водонепроницаеми филми, които могат да продължат да генерират слънчева енергия дори след като са накиснати във вода или са изложени на механично натоварване – като например пране в перална машина.

Тъй като ултра-тънкият и разтеглив материал може да се изтъкава като текстил, той може да се носи в дрехите. Изследователите са разработили за него специално покритие, изработено от „акрилен еластомер“, който предотвратява проникването на вода, без да пречи на преминаването на светлината.

Изследователите са подложили фотоволтаиците на разнообразни тестове. Те са установили, че имат висока енергийна ефективност от 7,9%, което води до генерирането на ток от 7,86 mW/cm². Плътността на тока е 13,8 mA/cm² при 0,57 V, на база симулирана слънчева светлина от 100 mW/cm².

Ефективността на устройствата с двойно покритие намалява само с 5.4% след потапяне във вода за 120 минути. Освен това ефективността на устройствата остава на ниво около 80% от първоначалната стойност дори след 52% механично компресиране за 20 цикъла със 100 минути излагане на вода, сочат резултатите от изследванията, публикувани в списание Nature Energy.

Изключително тънката и гъвкава органична фотоволтаична клетка се основава на материал, наречен PNTz4T, който учените са разработили по-рано.

Според ръководителя на изследователската група Такао Сомейа, тези клетки биха могли да се използват за осигуряване на енергия за здравни системи, втъкани в дрехите, които ще са в състояние да записват сърдечния ритъм и телесната температура и да осигуряват ранно предупреждение за медицински проблеми.

Подобни медицински устройства за здравни грижи се нуждаят от постоянно захранване с мощност от няколко миливата, за да събират непрекъснато здравните данни на пациента. С новите фотоволтаици, съвместими с текстила, те ще могат да изпълняват своите задачи.

„Бяхме много удовлетворени да установим, че нашето устройство има голяма екологична стабилност, като същевременно има добра ефективност и механична устойчивост. Надяваме се, че тези лесни за пране, леки и разтегливи органични фотоволтаици ще отворят нова ниша за дълготрайни системи за генериране на енергия за носими се сензори и други устройства“, казва Кенджиро Фукуда от Центъра за визуални материали на RIKEN.

 

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*