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韩国蔚山科学技术大学开发一种光伏-电池集成系统

2017-04-12 154浏览 标签: 光伏电池

2017年4月10日,韩国蔚山科学技术大学(UNIST)的研究团队基于高效硅太阳能电池和锂离子电池开发了光充电便携式电源。这款新开发的电源可在阳光照射和室内照明下使用,使用户可以随时随地使用便携式电子设备。此外,即使在没有光的情况下,也可以为电力设备供电。

该项研究由UNIST能源与化学工程学院的Sang-Young Lee教授和Kwanyoung Seo教授主导,开发了一种由硅太阳能电池和印刷全固态锂离子电池集成的光伏-电池(PV-LIB)系统。该器件采用薄膜印刷技术,其中固态锂离子电池直接印刷在高效c-Si光伏组件上。


Sang-Young Lee教授表示:“这种设备提供了解决电池能量密度问题和太阳能电池储能问题的解决方案。更重要的是,电池在阳光直射下具有相对较高的功率和能量密度,这表明其作为太阳能驱动无限能量转换/存储系统在电动汽车和便携式电子设备的潜在应用。”


       据研究团队介绍,这种PV-LIB器件表现出优异的光电化学性能以及设计紧凑性,远超单独使用光伏或电池器件。其还显示了光电充电前所未有的改进,在不到2分钟内快速充电,光电转换/存储效率为7.61%。


       在研究中,研究团队通过串联打印工艺,直接在c-Si光伏组件的铝(Al)电极上制造了双极电池结构的固态锂离子电池。为了实现两种不同能量系统的无缝结构/电连接,Al金属层同时用作锂电池的集电器以及用于太阳能电池的电极。这样可以在不损失能量的情况下对电池进行充电。
Seo教授及其团队通过设计后电极型太阳能电池,成功实现了无损c-Si光伏组件。使用单结太阳能电池制造太阳能电池模块可能会导致能量的损失,这可以通过后电极型设计来防止并简化了制造工艺。


       在研究中,李教授及其研究团队将设备连接到各种便携式电子产品,以探索其实际应用。他们通过将SiPV-LIB设备插入预先切开的信用卡来制造单片集成智能卡。然后,使用商品化Ag笔在信用卡背面绘制电路,将SiPV-LIB设备与LED灯连接。SiPV-LIB器件还与智能手机或MP3播放器电连接,并在阳光照射下探索其作为辅助便携式电源的潜在应用。


       只需2分钟,SiPV-LIB器件就可在阳光照射下完全充满。即使在60°C的高温下,甚至在8mWcm-2的极低光强度下也可以展示出优异的光充电储能行为。
Lee教授说:“这里介绍的SiPV-LIB器件显示出作为可再充电移动电源的巨大潜力,将在未来无处不在的电子时代发挥关键作用。


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