Akıllı tekstil monitörleri, giyilebilir teknolojiye dönüştürücü bir sıçramayı temsil ediyor, basit kumaş tabanlı sensörlerin ötesine geçmek, sağlığı izlemek, iletişim geliştirmek ve çevresel koşullara adapte etmek için bu şişeleri doğrudan şarj etmek ve temiz elektronikleri sağlamak için teşvik ediyor.Bu şişeleri doğrudan şarj etmek için, güneş enerjisini kullanarak ve güneş enerjisini ışık ortamına bağlayan akıllı tekstilleri doğrudan doğrultmak için, yüksek çözünürlükte ve temizleyen elektrik tesislerini kullanarak doğrudan şarj etmek için teşvik etmek için vaat ediyor.
Kendi kendini Güçlendirme Akıllı Tekstil Kavramı
Kendi güçlü akıllı tekstil sistemi üç temel işlevsel tabakayı birleştirir: enerji hasat katmanı, enerji depolama ve yönetim katmanı ve algılama katmanını gerektirir. Enerji toplama katmanı genellikle ince filmli güneş sensörlerinden oluşur ve bu da, elektriksel olarak esnek ve ısıtılabilir, elektriksel olarak betonlama sistemleri ile ilgili olarak hassas bir şekilde dekore edilir.
Tekstillerde Kullanılan Güneş Hücreleri Türleri
Fotovoltaik teknolojinin seçimi hem yüksek verimlilik hem de tekstillerle mekanik uyumluluk elde etmek için kritiktir. Üç ana tür güneş hücresi önde gelen adaylar olarak ortaya çıktı, her biri farklı avantajları ve devam eden araştırma zorluklarıyla.
Organik Güneş Hücreleri
Organik fotovoltaik (OPV) hücreler karbon bazlı yarı iletken polimerlerden ve küçük moleküllerin imal edilir. birincil avantajı doğal mekanik esnekliktir - OPV filmleri iyileştirici, katlanmış ve hatta bazı metallere zarar vermeden genişletilebilir ve düşük sıcaklık, rulo-çizgi baskı teknikleri kullanılarak işlenebilir, ki bu da büyük ölçekli tekstil üretimi ile uyumludur.
Perovskite Solar Hücreleri
Perovskite güneş hücreleri (PSC) tek kullanımlık cihazlar, esnek yüzeylerle uyumlu bir şekilde, standart olmayan renklerle uyumlu hale gelir ve elektrik dönüşümleri için aşırı derecede hassastır.
Dye-Sensitized Solar Hücreleri
Dye-sensitize güneş hücreleri (DSSCs) bir fotosensitize boya adsorbedi bir mesoffer titanyum dioksit (TiO2) incelenebilir, düşük maliyetli malzemeler kullanarak esnek yüzeylere daldırılır.
Bütünleşme ve Çözümleri
Yüksek verimli laboratuvar güneş hücreleri sağlam, giyilebilir tekstiller, malzemelerin bilimi, mekanik tasarımı ve üretim ölçeklendirmesi ile ilgili mühendislik zorluklarının ev sahipliği yapmaktadır.
Yavaşlama ve Durability
Akıllı tekstiller tekrarlanan çamaşır döngülerine dayanmalıdır - genellikle 50-100 külotlar - elektrik performansı veya bileşenlerin bozulması olmadan. Bu, çamaşır makinesinin mekanik kuvvetlerini (trup, spiral, termal genişleme) içine sokabilir. Bazı araştırmacılar, tamamen yıkanabilir bir silikon matrix veya PDMS) tüm elektronik sistemi kullanarak, bir diğer tüm elektronik fedakarlıklara karşı dayanıklı bir yaklaşımla bağdaştırılabilir.
Flexability and Comfort
Güneş hücreleri doğal olarak katır ve hatta ince film cihazlarının son derece sabit bir bükme yarığı vardır. Tekstil konforunu korumak için, güneş hücreleri, elektroniklerin içsel katmanlara entegre edildiği, esnek bir basılı devre ünitesi gibi, yüzeysel olmayan yüzeylere bağlı olarak elde edilebilir bir şekilde elde edilebilir.
Varied Aydınlatmada Enerji Dönüşüm Verimliliği
Çatı güneş panelleri aksine, akıllı tekstiller genellikle kısmen gölgelenir, eğrilenir veya güneşe oblique açılara odaklanır. Bu, mevcut enerjiyi büyük ölçüde azaltır. daha geniş müdahale ile maksimum enerji noktası takip eder (MPPT) devreleri, enerji çekilmesine entegre edilebilir, ancak ek karmaşıklık ve güç tüketimine uygun olarak ortaya çıkan bir stratejidir.
İmalat Scalability ve Maliyet
Güneşli tekstillerin ölçeklendirilmesi, esnek güneş hücreleriyle uyumlu olması, ancak esnek güneş hücrelerinin maliyetinin (özellikle perovskites) hala silikon modüllerinden daha yüksek olması gerekir, ancak ölçek ekonomilerinin maliyetleri maliyetlerin düşürülmesi bekleniyor.Ayrıca, tekstil üretim hatlarının, zararlı olmayan elektronik bileşenleri ile uyumlu olması gerekir.
Güvenlik ve Zehirlilik
Makul hücrelerde liderlik ve DSSC'lerde elektrolit sızıntısı için potansiyelin varlığı, ciltle temasa geçen aşınmalar için güvenlik endişelerini yükseltmeli ve biyo-konuşturma sırasında tehlikeli malzemelerin serbest bırakılmasını engellemeli.
Kendi kendini Güçlen Akıllı Tekstil Uygulamaları
Güneşten enerji hasat etme yeteneği doğrudan vücut üzerinde, daha önce batarya yaşamı tarafından kısıtlanmış olan geniş bir uygulama yelpazesi açıyor.
Spor ve Fitness
Akıllı atletlik kıyafetleri kalp oranını, kas aktivitesini, hidrasyonunu ve vücut ısısını omuzlarda veya arkadaki güneş panelleri sürekli güç sensörlerini izleyebilir ve gerçek zamanlı olarak bir akıllı telefon veya antrenöre iletebilir.For koşucular, ya da açık meraklılar için, bu uzun seanslarda batarya deplesyon endişesini ortadan kaldırır.
Askeri ve Taktik Gear
Alandaki askerler gece vizyonu, iletişim ve navigasyon ekipmanları için ağır piller taşırlar. Solar-integrated üniformalar, devriye veya istasyon dönemlerinde güneş ışığı hasat ederek bu yükü azaltabilir. ABD Ordusu Araştırma Laboratuvarı, kimyasal / duygusal algılama durumu veya bilgi için güçlendirici sistemler geliştirdi.
Tıbbi Tekstil
Sürekli sağlık izleme gerektiren hastalar - ECG, kan oksijeni veya glukoz algılaması gibi - asla batarya değişikliğine ihtiyaç duymayan kumaşlardan yararlanın. Güneşli akıllı tekstiller hastaneye entegre edilebilir, kompresler veya bebek izlemeleri için, ultra-düşük güneş hücreleri etkili olan yara bakımı için esnek güneş enerjisi sensörleri için, pH ve ısıyı iyileştirmeye yardımcı olabilir.
Açık ve İşwear
Uzak yerlerde işçiler (örneğin, güneş çiftlik teknisyenleri, inşaat, ormancılık) güneş destekli ceketleri, iki yönlü radyolar veya güvenlik yatakları gibi şarj edebilir. Benzer şekilde, fiyatlar ve kampçılar, GPS cihazları veya acil yükleyicileri tercih eden kumaşlardan yararlanabilirler.
Future Prospects and Research
Kendi güçlü akıllı tekstil alanları hızla ilerliyor, önümüzdeki beş ila on yıl içinde kabul edilmeleri beklenen birkaç inovasyon alanı ile.
Geliştirilmiş Enerji Depolama
Güneş ışığının iç içe geçmiş doğası, yüksek enerji yoğunluklarına ve hızlı şarjlara sahip olmak için gerekli olan temel adaylardır.Son araştırmalar esnek ve non-flammable olarak üretilen süper kapasiteye sahiptir).
Yüksek Verimlilik ve Durability için Gelişmiş Malzemeler
Perovskite- ⁇ Tandem hücreleri esnek yüzeylerde % 30'dan fazla verimlilik elde etti ve bunu tekstillere adapte etmek büyük bir hedeftir.Bu arada, hafife gelen aşırı enerji performansına tipik vücut hareketlerine ve güneş açılarına göre yükseltilebilir olan aşırı yüklemelere dayanan yüksek çözünürlükte yükselen yüzeysel malzemeler.
Scalable Manufacturing and Sustainable Design
Prototiplerden toplu üretime geçmek için, tekstil endüstrisi, DSSC için enkapsülasyon ve toksik boyalar için gerekli olan (Dönetici) ve [[Döneticileri:2) Dijital baskı baskı (Dönetici)[Dönetici)[Döneticiler için) için biyodegradatif polimerler gibi) bir örnektir.
Enerji-Aware Electronics ile entegrasyon
Geleceğin akıllı tekstilleri, sistemin hasat ettiği kadar çok güç içerecektir - enerji hasat, depolama ve elektroniklerin tek optimize edilmiş bir sistem olarak tasarlanması gerekir. Enerji-neutral işlemine dayanan sensör örnekleme oranları - sistemin tam olarak ne kadar güç tükettiği - bu, enerji toplayıcısı, depolama ve elektroniklerin tek optimize edilmiş bir sistem olarak tasarlanması gerekir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Güneş hücrelerinin esnek elektroniklerle entegrasyonu, onları esnek enerji depolama ve akıllı elektroniklerle yeniden şekillendirir, araştırmacılar da pil bağımlılığının uzun bir şekilde sınırlandırılabilir, esneklik, verimlilik ve üretim sürekli olarak, tıbbi cihazlarla sürekli olarak devam ederken, dijital davranışlarımızı sürekli olarak korumak için sürekli olarak iyileştirmeye ihtiyaç duyarız.
[FONT:0]Further okuma: Daha derin bir teknik bakış için esnek fotovoltaikler üzerine yorum bakınız; [FONTD:0))Li ve al.[DÜT:2) {0|15|Dönetici için (Dönetici) [Döneticileri için, [Dönemli tekstil elektronikler için,)|saireler için [DÜye Olmayanlar için [DÜye Olmayanlar İçindekiler için [DÜye Olmayanlar İçindekiler için, [DÜye Olmayanlar İçindekiler İçindeler)