研究目的
研究一种全喷墨打印的电子可调主动柔性频率选择表面(FSS)的发展,该表面集成了封装内太阳能电池,用于智能包装应用。
研究成果
该论文提出了一种创新方法,通过封装集成太阳能电池和变容二极管实现全喷墨打印的电子可调谐频率选择表面。该设计方案解决了传统电子可调谐FSS结构的主要问题,在移动平台或不可预测的电磁辐射环境中,无需专用笨重电源或低效偏置网络即可实现快速实时可调的射频屏蔽功能。
研究不足
喷墨打印太阳能电池产生的电压不足以显著改变所提出的频率选择表面结构的频率响应。这可以通过使用更大的太阳能电池、将多个太阳能电池串联组合或采用更灵敏的可变电抗器来解决。
1:实验设计与方法选择
本文提出了一种创新方法,用于实现带有片上太阳能电池和变容二极管的完全喷墨打印电子可调谐频率选择表面。讨论了集成太阳能电池的FSS设计与建模,并详细介绍了喷墨打印太阳能电池和FSS的制造工艺。
2:样本选择与数据来源
实验所用样本包括在Kapton基板上制造的喷墨打印太阳能电池和FSS结构。
3:实验设备与材料清单
设备包括采用Dimatix 16喷嘴10pL打印头的富士胶片Dimatix 2800系列喷墨打印机。材料包括商用银纳米粒子(SNP)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)墨水、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)、苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)和聚乙烯亚胺(PEI)。
4:实验流程与操作步骤
制造步骤包括:使用SNP墨水打印太阳能电池底部电极,在SNP上打印PEI,打印活性材料层,最后打印PEDOT:PSS作为顶部电极。随后将FSS结构与太阳能电池及变容二极管集成。
5:数据分析方法
通过由两根宽带喇叭天线连接安立MS46522B-040矢量网络分析仪(VNA)组成的双静态测量装置验证仿真结果。
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