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研究人员开发了隐形、可机洗的太阳能电池技术用于服装

2022-06-05    阅读量:30039    新闻来源:互联网     |  投稿

太阳能电池的离散性保护了它们鈥攁物理和设计研究人员表示,nd使衣服更具吸引力。有希望的应用包括工作和户外服装,以及对光线变化作出反应的窗帘。

在以前的研究中,太阳能电池被安装在表面,在上面分层,或者编织成纺织品的线。

在为期三年的太阳能纺织品项目中,阿尔托大学物理与设计系的研究人员开发了一种将太阳能电池粘附在纺织品上的方法,使其耐机洗,同时减少了美观问题。研究人员还采取措施,使注入太阳能电池的纺织品可回收利用。

商用太阳能电池的机洗性之前还没有研究到这种程度。

Elina Il说:“我们假设,太阳能电池的结构可能会在洗涤过程中分解,因为电池不是设计成可机洗的。洗涤是一个压力很大的过程,纺织品和电池会受到压力和碰撞,尤其是在纺纱过程中。”茅n、 阿尔托大学设计系项目专家。

研究人员在纺织品之间用防水聚氨酯薄膜层压太阳能电池组件,使组件可机洗。然后,含有太阳能电池组件的纺织品在40摄氏度的温度下洗涤数十次。然后,物理研究员法里德·埃尔斯拉维(FaridElsehrawy)在洗衣机中每转一圈后,测量太阳能电池的输出。

八个样品中有五个保持了它们的效率,三个失去了大约20%的功率。在此过程中,所有电池或纺织品均未受损。

“既然织物之间层压的太阳能电池已经被证明是可机洗的,我们就必须保护其余的组件。我们的想法是,智能织物的所有电气组件都可以与太阳能电池放在同一个容器中。这将为我们提供一种可机洗的电子设备,它嵌入织物中,不需要对电池充电或更换电池应用物理系的大学讲师JanneHalme说。

持久动力和高效回收

任何放置在其附着的纺织品下的太阳能电池必须比放置在顶部的电池具有更大的表面积。一块普通的织物大约消耗了电池容量的70%鈥攚多孔织物的百分比越小。

纺织品透光能力的关键因素包括纤维的材料、透明度和横切、线的结构、织物的厚度和组织、颜色和饰面。浅色比深色更能透光,但一种漆黑且完全不透明的面料也能起作用。

研究中使用的商用太阳能电池由单晶组成,由硅制成。他们可以探测到肉眼看不见的光,这就是大部分阳光的实际情况。红外就是这种不可见光的一个例子。

隐藏纺织品会消耗一些太阳能电池的能量,但会提高其耐用性,因为这样可以更好地保护其免受外界影响。

“表面的细胞也控制着服装的外观,将其变成机器人般的盔甲。内部的细胞使产品在视觉上更加美味,并提供了根据用户的需要进行视觉设计的机会,”Il茅n说。

研究人员使用的材料仅由单一纤维制成,可以尽可能高效地回收利用。只需先加热,然后将其撕下,即可将电子元件从织物上取下。

哈尔姆说:“以前,太阳能电池被编织成小块纺织品,这在回收利用方面是一个可怕的想法。”。

湿度计和自动调节窗帘

细胞接收的能量大小取决于它们的大小、数量和位置。所需的能量量由应用程序的用途决定。一个关键方面是应用程序发送数据的频率。最耗电的功能包括发送信息、进行计算和在屏幕上投影。这就是为什么隐藏在纺织品中的太阳能电池不足以为智能手机或智能手表充电,但却适合测量温度和湿度。

研究小组认为,工作服是目前太阳能电池纺织品最有潜力的应用。它们比普通衣服厚,所以细胞对衣服的外观和感觉的影响有限。

Il说:“窗帘是另一种收集太阳能的好方法。它们可以检测光量并进行相应的调节。”茅n

该研究项目的目的是开发一种用于多种不同应用的技术解决方案。Halme建议那些希望为解决方案想出更多应用程序的人考虑它能带来什么附加值:

“隐藏在纺织品下的太阳能电池值得考虑作为电气设备的能源,因为这样或那样的原因,这些设备必须粘附在纺织品上,看起来和感觉都像织物,可以机洗,使用尽可能少的电能,其电池要么太硬,要么太贵,无法充电或更换。”

这项研究发表在《纺织与服装研究杂志》上。

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