首页 > 能量收集 > 正文

瑞士科研团队发现可穿戴太阳能聚光器新材料,衣物发电更高效
2020-11-08 20:06:52   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

据麦姆斯咨询报道,瑞士国家材料科学与技术实验室(EMPA)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)发现了一种新型材料,该材料既具备太阳能聚光器特性,又可以保持可穿戴织物的柔韧性和透气性。

瑞士科研团队发现柔性发光材料,可增强光吸收率。

在某些情况下,太阳能聚光器(Luminescent solar concentrators ,LSCs)可以利用太阳光激活发光材料,然后将重新发射的光引导到光伏材料(PV)上,将光能转化为电能,这被认为是太阳能发电的潜在途径。

柔性聚合物和可拉伸光伏材料结构的最新研究进展显示,同样的原理也适用于以纺织物为载体的太阳能聚光器,这为柔性材料产生可使用的电能提供了可能。

据麦姆斯咨询报道,瑞士国家材料科学与技术实验室(EMPA)和苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)发现了一种新型材料,该材料既具备太阳能聚光器特性,又可以保持可穿戴织物的柔韧性和透气性。这项研究已发表在《Nano Energy》期刊上。

新型太阳能聚光器在蓝光照射下的应用

新型太阳能聚光器在蓝光照射下的应用。这种聚合物材料非常柔韧,可以用镊子使它弯曲。(图片来源:瑞士国家材料科学与技术实验室)

这一突破性进展是基于两亲性聚合物共网络(APCN),这是一种由疏水和亲水链段交联而成的水凝胶,基于其生物相容性,已被用于商业硅水凝胶隐形眼镜。

瑞士国家材料科学与技术实验室仿生膜和纺织品研究组(Laboratory for Biomimetic Membranes and Textiles)Luciano Boesel介绍说:“我们之所以选择这种聚合物,是因为它能够在纳米级结合两种不混相的发光材料,并让它们相互作用。”

根据该团队发表的论文,这种结构允许两亲性聚合物共网络装载不同的亲水性和疏水性发光材料。水凝胶中相邻纳米级间隔区域的微小距离,使得两种聚合物组分间可以形成非常广阔的连续界面。

可穿戴式太阳能聚光器

该方案使元素间的距离极小,这意味着发光物质能自主匹配,并形成能量转移对,使受体的吸收范围覆盖整个太阳光谱,从而提高了太阳辐射下光子的整体吸收效率。

对于纺织应用,项目组研发了一种结构,其中可穿戴太阳能聚光器被放置在可穿戴光伏材料顶部,使整个结构实现可穿戴。

该设计将荧光素作为荧光团附着在两亲性聚合物共网络亲水性相上,在材料合成过程中将苝红(Lumogen Red)染料加载到疏水性相,然后将发光材料置于水凝胶的邻近区域。

项目团队表示:“两亲性聚合物共网络可被用作薄膜,基于其几百微米的厚度,可用于柔性基板或纺织品。因此,在串联太阳能聚光器/光伏材料应用中,再发射光子的移动距离不会超过薄膜厚度。”

在瑞士国家材料科学与技术实验室的实验中,对于200微米厚度的薄膜,再发射光子的辐射归一化强度损失不超过10%。

这将允许两亲性聚合物共网络材料作为一种涂层,应用于广泛提倡的太阳能电池纺织品,其结构通常不需要活性光伏材料覆盖太阳能电池整个表面积。

瑞士国家材料科学与技术实验室研究人员指出:“这些新型太阳能聚光器可以应用于纺织纤维,而不会使纺织纤维变得脆弱、易开裂或闷汗不透气。人体可穿戴太阳能聚光器为不断增长的能源需求提供了极大的益处,尤其是便携式设备。”

延伸阅读:

《柔性、印刷及薄膜电池技术和市场趋势-2020版》

《新兴光伏领域的材料机遇-2020版》

《可穿戴技术及市场-2020版》

相关热词搜索:可穿戴 光伏材料

上一篇:科学家研发出新型防潮且自适应风向的旗形摩擦纳米发电机
下一篇:最后一页