Un equipo de investigadores, afiliado a UNIST, ha desarrollado una fuente de energía portátil fotorecargable de una sola unidad basada en células solares de silicio de alta eficiencia y baterías de iones de litio LIB.
Esta fuente de alimentación recientemente desarrollada está diseñada para funcionar bajo la luz solar y la iluminación interior, lo que permite a los usuarios alimentar sus dispositivos electrónicos portátiles en cualquier lugar con acceso a la luz. Además, el nuevo dispositivo podría alimentar dispositivos eléctricos incluso en ausencia de luz.
En este trabajo, el equipo del profesor Sang-Young Lee y el profesor Kwanyoung Seo de Energía e Ingeniería Química en UNIST presentaron una nueva clase de sistemas de baterías PV portátiles monolíticamente integradas denominados 'SiPV-LIBs' basados en miniaturizadosfotovoltaica de Si cristalina PV de c-Si y baterías de iones de litio de estado sólido LIB impresas. El dispositivo utiliza una técnica de impresión de película delgada, en la que la LIB de estado sólido se imprime directamente en el c-Si de alta eficienciaMódulo fotovoltaico.
"Este dispositivo proporciona una solución para solucionar tanto el problema de la densidad de energía de las baterías como los problemas de almacenamiento de energía de las células solares", dice el profesor Lee. "Más importante aún, las baterías tienen una potencia y densidad de energía relativamente altas bajo la luz solar directa, lo que demuestraaplicación potencial como un sistema de conversión / almacenamiento de energía infinita impulsado por energía solar para su uso en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles ".
Según el equipo de investigación, este dispositivo PV-LIB de una sola unidad exhibe un rendimiento foto-electroquímico excepcional y una compacidad de diseño que va mucho más allá de lo que se puede lograr solo con PV o LIB convencionales. También muestra mejoras sin precedentes en la carga de fotos carga rápidaen menos de 2 minutos con una conversión fotoeléctrica / eficiencia de almacenamiento del 7,61%.
En el estudio, el equipo de investigación fabricó un LIB de estado sólido con una configuración de celda bipolar directamente en el electrodo de aluminio Al de un módulo PV c-Si a través de un proceso de impresión en serie. Para permitir la arquitectura / electricidad sin costurasConexión de los dos sistemas de energía diferentes, la capa de metal Al se usa simultáneamente como un colector de corriente de la LIB, así como un electrodo para las células solares. Esto permite que la batería se cargue sin la pérdida de energía.
El profesor Seo y su equipo han implementado con éxito módulos fotovoltaicos c-Si sin pérdida mediante el diseño de células solares de tipo electrodo posterior. El uso de células solares de unión única para fabricar módulos de células solares puede causar pérdida de energía, que puede evitarse mediante el electrodo traserodiseño tipográfico. También simplificaron el proceso de fabricación, utilizando los pequeños arreglos de células solares formados en un solo sustrato de sustrato de Si.
En el estudio, el profesor Lee y su equipo de investigación conectaron el dispositivo a varios dispositivos electrónicos portátiles para explorar su uso práctico. Fabricaron una tarjeta inteligente integrada monolíticamente insertando el dispositivo SiPV-LIB en una tarjeta de crédito precortada. Luego, circuitos eléctricosse dibujaron en el reverso de la tarjeta de crédito usando un lápiz comercial Ag para conectar el dispositivo SiPV-LIB con una lámpara LED. El dispositivo SiPV-LIB también se conectó eléctricamente con un teléfono inteligente o reproductor de MP3 y su posible aplicación como una fuente de alimentación portátil complementariala fuente fue explorada bajo la luz del sol.
El dispositivo SiPV-LIB fue capaz de cargarse completamente bajo la luz del sol después de solo 2 minutos. También mostró un comportamiento decente de almacenamiento de energía eléctrica foto-recargable incluso a una temperatura alta de 60 ° C e incluso a una intensidad de luz extremadamente baja de 8mWcm-2, que corresponde a la intensidad en una sala de estar con poca luz.
"El dispositivo SiPV-LIB presentado en este documento muestra un gran potencial como fuente de energía móvil fotorecargable que desempeñará un papel fundamental en la era futura de la electrónica ubicua", dice el profesor Lee.
Los resultados del estudio aparecerán en la portada de la edición de abril de 2017 de la revista de renombre mundial Energía y ciencias ambientales EES. Este trabajo ha sido apoyado por el Programa de Investigación Básica y el Centro de Tecnología de Materiales de Plataforma Usable a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea NRF financiado por el Ministerio de Ciencia, TIC y Planificación Futura MSIP. Fuetambién respaldado por el Programa de Desarrollo del Instituto Coreano de Investigación Energética KIER.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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