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2月11日，華中科技大學(xué)的一支研究團(tuán)隊在國際柔性能源技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，成功研制出一種兼具卓越機(jī)械柔韌性和高效光電轉(zhuǎn)換能力的可拉伸太陽能電池。這一創(chuàng)新成果不僅為可穿戴設(shè)備的能源供應(yīng)提供了新的解決方案，還標(biāo)志著我國在柔性光電子技術(shù)領(lǐng)域邁出了重要一步。 該研究成果于1月23日在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上發(fā)表，論文題為“小分子受體增塑實現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)韌且可拉伸的有機(jī)太陽能電池”。研究團(tuán)隊通過設(shè)計一種新型小分子受體材料BTP-Si4，結(jié)合獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料制備工藝，顯著提升了柔性太陽能電池的機(jī)械性能和光電轉(zhuǎn)換效率。Science雜志編輯Phil Szuromi贊賞道：“這項研究通過創(chuàng)新的材料組合，克服了電池中吸光層固有的脆性問題，展示了小分子受體在增強(qiáng)延展性和保持電子遷移率方面的獨(dú)特作用。” 實驗數(shù)據(jù)顯示，這種新型柔性太陽能電池的最大拉伸形變可達(dá)95.5%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)柔性電池的性能指標(biāo)。這一特性使得該電池能夠輕松貼合人體皮膚，即使在手指、手腕、膝蓋等大形變關(guān)節(jié)處也能保持正常工作狀態(tài)。同時，該電池在室內(nèi)外光照條件下均能為大多數(shù)可穿戴電子設(shè)備提供充足電力，展現(xiàn)出極高的實用價值。 
研究團(tuán)隊表示，這一突破性成果的背后凝聚了他們數(shù)年的潛心研究。他們針對柔性光電子領(lǐng)域長期存在的光電性能與機(jī)械性能相互制約的難題，創(chuàng)新性地提出了基于小分子受體材料的增塑策略。通過優(yōu)化材料分子結(jié)構(gòu)和制備工藝，成功實現(xiàn)了電池性能與拉伸性的雙重提升。 這一研究成果的意義不僅限于技術(shù)層面。隨著可穿戴設(shè)備市場的快速發(fā)展，對柔性能源技術(shù)的需求日益迫切。傳統(tǒng)剛性光伏器件由于其固有的剛性特性，難以滿足可穿戴設(shè)備對形態(tài)多樣性和舒適性的要求。而這種新型柔性太陽能電池的出現(xiàn)，為解決這一痛點(diǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。 在實際應(yīng)用中，這種柔性太陽能電池展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。它可以被集成到智能手表、健康監(jiān)測設(shè)備等可穿戴裝置中，為設(shè)備提供持久穩(wěn)定的能源供應(yīng)。此外，其高拉伸性和良好的貼合性能，使其在醫(yī)療健康、運(yùn)動健身等領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用價值。例如，在醫(yī)療健康領(lǐng)域，該電池可以貼合在人體皮膚上，為便攜式醫(yī)療設(shè)備提供持久電力，從而實時監(jiān)測患者的健康狀況。在運(yùn)動健身領(lǐng)域，它則可以為智能穿戴設(shè)備提供電力，幫助用戶更好地記錄和分析運(yùn)動數(shù)據(jù)。 然而，研究團(tuán)隊也指出，任何新技術(shù)的推廣應(yīng)用都需要面對現(xiàn)實挑戰(zhàn)。例如，如何進(jìn)一步降低成本、提升大規(guī)模生產(chǎn)的可行性，以及如何確保材料的長期穩(wěn)定性等，都是未來需要重點(diǎn)攻關(guān)的方向。 |
