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涂层超薄玻璃上的钙钛矿光伏发电装置可以作为柔性室内发电机

自主无线传感器,低功耗消费电子产品,智能家居,家庭自动化和物联网的发展正在进行一场革命。所有相关技术都需要高效且易于集成的能量收集设备来获得其动力。在未来几十年中,预计将有数十亿个无线传感器安装在室内环境中。

如果超薄可弯曲基板上的室内光伏(PV)电源可以为电子组件提供足够的能量,同时又保持其体积小巧,方便又经济,则它们有可能促进这些技术创新。这种能源供应将消除对电池的需求,并提供无缝集成。

这些技术需要在薄的柔性基板上的光伏电池,该光伏电池在室内人工照明下必须具有在家庭,商店和办公室中普遍存在的光谱和照明水平(即100至500 lux),才能提供出色的性能。这些值比在阳光下在户外发现的值低两到三个数量级,它们被用作典型太阳能电池的标准测试条件。

一个由来自三个国家的研究人员组成的国际团队在“ 细胞报告物理科学”的一篇文章中发表了他们的研究结果。

概念示意图显示了由室内灯照射的柔性钙钛矿光伏电池,该电池能够为包括自主无线传感器,低功耗消费电子产品,智能家居和物联网在内的各种设备产生大量电能。信用:细胞出版社

团队成员来自罗马大学混合能源和有机太阳能中心—哥伦比亚内瓦的Surcolombiana大学的Tor Vergata,以及德国德累斯顿的弗劳恩霍夫有机电子研究所。

他们报告说,通过在辊对辊氧化铟锡(ITO)涂层的超薄柔性玻璃(FG)基板上制造的柔性钙钛矿光伏电池(PSC)产生室内发电,该玻璃具有出色的透射率(> 80%),薄层电阻(13 (Ω/平方)和可弯曲性,在20.5mm曲率下超过1600个弯曲过程。他们在SnO 2致密层上结合了介孔支架,从而优化了超薄柔性玻璃上的钙钛矿型光伏电池,实现了效率的巨大飞跃,分别达到20.6%(16.7μW/ cm 2功率密度)和22.6%(35.0μW/厘米2)下200和400分别勒克斯LED照明。

对于任何灵活且可弯曲的室内光伏电池技术而言,所获得的效率均是报道的最高效率,并且比柔性基板上性能最佳的钙钛矿光伏 电池高出60%至90%。每克重量的瓦特功率(W / g)比塑料PET薄膜的功率高40%至55%,比刚性玻璃的功率大一个数量级。

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