可穿戴太陽能自供電系統(tǒng)

隨著物聯(lián)網(wǎng)與柔性電子技術(shù)的快速發(fā)展，可穿戴的自供電系統(tǒng)受到越來越廣泛的關(guān)注。但是，能量轉(zhuǎn)化、能量收集與能量存儲(chǔ)各個(gè)模塊之間性能難以匹配，往往導(dǎo)致自供電系統(tǒng)冗雜、體積笨重。

近日，蘇州大學(xué)能源學(xué)院教授孫靖宇、邵元龍與美國加州大學(xué)洛杉磯分校教授Richard B. Kaner等人借助印刷技術(shù)構(gòu)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?cè)凇蹲匀?mdash;通訊》上發(fā)布的研究成果顯示，這個(gè)太陽能充電裝置的設(shè)計(jì)包括了一個(gè)能量收集模塊(即柔性太陽能電池)、一個(gè)能量存儲(chǔ)模塊(即在聚酰亞胺基板上打印準(zhǔn)固態(tài)非對(duì)稱超級(jí)電容器陣列)和一個(gè)塑料薄膜覆蓋層。其中，準(zhǔn)固態(tài)非對(duì)稱超級(jí)電容器是以氮化釩為負(fù)電極，錳氧化物為正電極、聚丙烯酰胺凝膠為電解質(zhì)組裝而成。

這種可穿戴太陽能自供電系統(tǒng)還采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)構(gòu)筑了微型的鎂離子基非對(duì)稱超級(jí)電容器，與商業(yè)的太陽能電池進(jìn)行集成，形成了高柔性、高集成度、高安全性以及高循環(huán)穩(wěn)定性的可穿戴太陽能自供電單元，為構(gòu)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(dāng)暴露在陽光下時(shí)，太陽能電池組件使熱輻射轉(zhuǎn)換為電能，并同時(shí)對(duì)超級(jí)電容器充電，充電之后的光電超級(jí)電容器可隨時(shí)為電子設(shè)備提供存儲(chǔ)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。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-019-12900-4

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