想象在未来,每个人所穿的衣服都内建着可用于监测心率、血压以及其他重要健康参数的传感器技术。为了让这些传感器得以持续供电,他们必须整天随身穿戴着电池吗?当然不必了。因为在我们的衣物中都安装着太阳能电池,用于收集太阳能,并为这些传感器供电。

但是,如果你不小心将内建太阳能发电的衣服丢进洗衣机或烘衣机中,那该怎么办呢?别担心,可直接洗涤的防水太阳电池即将面世。

日本东京大学(University of Tokyo)的科学家与理化学研究所(RIKEN)携手,共同开发了一种纤薄且轻量的太阳能电池,不仅可以编织成织物,还可以在洗涤后仍正常运作。这种电池的表面覆盖着一层防水涂层,但并不至于对收集太阳能的能力造成不利的影响。

这种新型的半导体聚合物称为PNTz4T。采用这种弹性体打造的太阳能电池可加以弯曲、拉伸或甚至踩踏,也不会明显降低其效率。更令人印象深刻的是,这种电池还可以产生每平方公分约7.86毫瓦(mW)的电流。

虽然以前也曾经开发出类似的技术,但没有一种技术像这些新的防水太阳能电池一样同时结合能源效率、长期生存能力以及耐腐蚀性元素(如空气和水)。

012ednc20171011 黏贴在衬衫上的超薄型太阳电池,表面覆盖着防水涂层 (来源:东京大学、RIKEN)

研究人员将这种电池浸泡在水中约2个小时后,发现其效率仅降低了5.4%。研究人员并为这种电池进行压缩测试,在湿水状态下经过20次弯曲近一半的测试,同时在上面滴水。而即使在这些情况下,电池仍能保持原有效率的80%。

013ednc20171011 (a)超轻薄的软性有机太阳能电池;(b)将太阳能电池包覆在半径35um的发丝上,证实其可极度弯曲的柔韧性;(c)将超薄太阳能电池连接到预拉伸的弹性体,制作出可拉伸太阳能电池;分别展示其平坦(左)、30% (中)和50% (右)的弯曲压缩(来源:东京大学、RIKEN)

凭借着这种强劲耐用的太阳能电池技术,零售商可以将其编织于健身和运动服中,从而使得健康监测技术更加时尚、更轻巧。届时,你的FitBit就不必再像手表一样配戴了,因为它将能被编织于你的衬衫中。不久之后,必须待在医院长期照料的病人也不必随身携带笨重的机器走动,因为他们的衣服中将可包含所有的传感器与健康监护仪。或许有一天,你只需把手机放在衣服口袋中,就可以开始为手机充电——你的裤子将会变成扩充座,透过内建的太阳能电池采集太阳能,并将它转化为电力。

不过,如果你不小心将一杯红酒洒在内衬太阳能电池的新衬衫上呢?没问题,直接扔进洗衣篮准备洗涤吧!

(原文发表于electronicproducts;Susan Hong编译)

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