TeSK – Entwicklung textilbasierter, lumineszierender Solarkonzentratoren

Zusammenfassung

Tragbare elektronische Geräte werden immer häufiger benutzt; dementsprechend grösser wird der Bedarf an erneuerbaren und allgegenwärtigen Stromquellen, die es erlauben, der ökologische Fussabdruck zu reduzieren und "net zero" Ziele zu erreichen. Die konventionelle Fotovoltaik kann viele dieser Anforderungen erfüllen; trotzdem gibt es Einschränkungen, wenn sie zusammen mit Textilien benutzt werden: in den mechanischen Eigenschaften, der Wirkungsgrad der Energiegewinnung, und wegen der Komplexität der Materialien sowie Herstellungsprozesse. Lumineszierende Solarkonzentratoren (LSCs) können eine verbreitete und effizientere Benutzung der Sonnenenergie zu gewährleisten. Jedoch ist die Forschung in der Verbindung von LSCs mit Textilien und tragbare Fotovoltaik erst anfangend. In TeSK werden wir die Eigenschaften unserer biegsamen, tragbaren LSCs verbessern und sie auf Textilien einbringen um echte textile Energiegewinnungssysteme zu entwickeln für Anwendungen wie Gesundheitsüberwachung.

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Schlussbericht

Bei TeSK haben wir uns zum Ziel gemacht, die Eigenschaften unserer flexiblen und tragbaren lumineszierenden Solarkonzentratoren (wLSCs) zu verbessern und sie in Textilien zu integrieren, um textile Energiegewinnungssysteme zu entwickeln. Wir haben die optischen, mechanischen und stabilitätsbezogenen Eigenschaften mehrerer Systeme untersucht und eine Formulierung ausgewählt, die aus einem wasserbasierten Polymer und einem wasserlöslichen Farbstoff besteht, die beide bereits in der Textilindustrie verwendet werden. Die wLSCs konnten mit Hilfe von Standardverfahren der Textilverarbeitung (Tropfenabguss und Stabbeschichtung) hergestellt werden und in Textilien integriert werden. Der endgültige Demonstrator wurde unter Verwendung von Polyester als Basistextil und Polyurethan oder Siloxan als Führungsschicht realisiert. Aufgrund der spektralen Übereinstimmung und der Flexibilität dieser Module konnten die kleinen Perowskit-Solarzellenmodule mit den wLSCs gekoppelt werden. Das hier entwickelte textile Energiegewinnungssystem konnte eine Leistungsdichte von bis zu 5,7 W/m 2 erzeugen, was einer optischen Geräteeffizienz von etwa 10 % entspricht, ein Wert, der mit den besten starren lumineszierenden Solarkonzentratoren für gebäudeintegrierte Photovoltaik vergleichbar ist.

Projektdetails

Forschungsstelle
BFE
Projektstatus
Abgeschlossen
Projekttyp
Forschungsprojekt
Startdatum
2022-07-31
Enddatum
2025-07-30
Bewilligte Gesamtkosten
CHF 131000.00
Sektion
Elektrizitätstechnologien
NABS Politikbereich
Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Kategorien

Solar photovoltaics Photovoltaik (Solarzellen, Anlagen) Anwendungsorientierte Forschung Beschreibung der Anwendung einer Technologie Versuchsaufbau in Einsatzumgebung

Labels

F+E Elektrizität Photovoltaik