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2月11日，華中科技大學(xué)的一支研究團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械柔韌性和高效光電轉換能力的可拉伸太陽(yáng)能電池。這一創(chuàng )新成果不僅為可穿戴設備的能源供應提供了新的解決方案，還標志著(zhù)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(shí)現機械強韌且可拉伸的有機太陽(yáng)能電池”。研究團隊通過(guò)設計一種新型小分子受體材料BTP-Si4，結合獨特的分子結構設計和材料制備工藝，顯著(zhù)提升了柔性太陽(yáng)能電池的機械性能和光電轉換效率。Science雜志編輯Phil Szuromi贊賞道：“這項研究通過(guò)創(chuàng )新的材料組合，克服了電池中吸光層固有的脆性問(wèn)題，展示了小分子受體在增強延展性和保持電子遷移率方面的獨特作用�！� 實(shí)驗數據顯示，這種新型柔性太陽(yáng)能電池的最大拉伸形變可達95.5%，遠超傳統柔性電池的性能指標。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)節處也能保持正常工作狀態(tài)。同時(shí)，該電池在室內外光照條件下均能為大多數可穿戴電子設備提供充足電力，展現出極高的實(shí)用價(jià)值。 
研究團隊表示，這一突破性成果的背后凝聚了他們數年的潛心研究。他們針對柔性光電子領(lǐng)域長(cháng)期存在的光電性能與機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(guò)優(yōu)化材料分子結構和制備工藝，成功實(shí)現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(zhù)可穿戴設備市場(chǎng)的快速發(fā)展，對柔性能源技術(shù)的需求日益迫切。傳統剛性光伏器件由于其固有的剛性特性，難以滿(mǎn)足可穿戴設備對形態(tài)多樣性和舒適性的要求。而這種新型柔性太陽(yáng)能電池的出現，為解決這一痛點(diǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。 在實(shí)際應用中，這種柔性太陽(yáng)能電池展現出廣闊的應用前景。它可以被集成到智能手表、健康監測設備等可穿戴裝置中，為設備提供持久穩定的能源供應。此外，其高拉伸性和良好的貼合性能，使其在醫療健康、運動(dòng)健身等領(lǐng)域也具有重要應用價(jià)值。例如，在醫療健康領(lǐng)域，該電池可以貼合在人體皮膚上，為便攜式醫療設備提供持久電力，從而實(shí)時(shí)監測患者的健康狀況。在運動(dòng)健身領(lǐng)域，它則可以為智能穿戴設備提供電力，幫助用戶(hù)更好地記錄和分析運動(dòng)數據。 然而，研究團隊也指出，任何新技術(shù)的推廣應用都需要面對現實(shí)挑戰。例如，如何進(jìn)一步降低成本、提升大規模生產(chǎn)的可行性，以及如何確保材料的長(cháng)期穩定性等，都是未來(lái)需要重點(diǎn)攻關(guān)的方向。 |
