韓國充電技術新突破 透過光照就能充電

【本刊訊】到戶外郊遊、拿著手機到處走走拍拍的同時,為了解決不易找到插座充電又不讓手機沒電的情況發生,人們會習慣攜帶行動電源已備不時之需,不過前提是行動電源必須先接上一般插座充足電。而最近,科學家找到了另外一個更加方便且快速的方法,開發出一種單片形狀且透過光就能夠充電的裝置。

這項全新的充電技術所需的光,適用在一般陽光照射與室內照明設備的照射下,均能達到充電的效果。這件研究是由韓國蔚山國家科技學院(Ulsan National Institute of Science and Technology, UNIST)所開發出的一種由小型高效能矽晶體太陽能光伏板(c-Si PV)和鋰電池(lithium-ion batteries, LIBs)的元件組成的可充電攜便式電池,稱作「單片可攜式電池系統(SiPV-LIB)」。



此電池採用薄膜印刷技術,將固態的鋰電池直接印刷在高效率的矽晶體太陽能光伏板上,而這樣的設計讓此電池能夠有表現出優異的光電化學特性和緊密性,比起一般的傳統光伏板或單獨使用鋰電池的效果來的更好,且相較於先前的光電充電有大幅的進步,能在2分鐘以內快速充電,光電轉換與儲存的效率為7.61%。
此外,研究團隊透過串聯印刷的過程製造出固態鋰電池中帶有鋁(Al)電極的雙極矽晶體太陽能光伏板,並且為了實現2種不同能量系統的結構與電能無縫連接,使用鋁金屬層能同時作為鋰電池的集電器以及太陽能電池的電極,透過此銜接讓在不損失能量的情況下對電池進行充電。

除此之外,研究團隊更進一步企圖將此發明的設備連接到各種攜帶式的電子產品,測試實際應用的可能。他們將單片可攜式電池系統設備插入預先切開的信用卡中,製造出單片的卡,稱作智能卡(smartcard)。然後再用銀筆在卡片後繪製讓單片可攜式電池系統與LED燈連接的電路,並使LED燈發亮。除此之外,此設備也能與智能手機或MP3撥放器連接,並在陽光的照射下當作是一種輔助電池使用。

除了在陽光照下下能在2分鐘內充完電之外,即使在60℃的高溫或是在極低光亮度、像是昏暗的客廳下也會持續充電,對於行動式的充電電源將帶來極大的影響,而這項研究結果也發表在2017年4月的《能源與環境科學》(Energy & Environmental Science)期刊中。

UNIST, New Breakthrough In Battery Charging Technology, 2017/4/24.

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