據湖北省科技廳消息，近日，華中科技大學武漢光電國家研究中心教授邵明、張新亮團隊成功製備了兼具優異的機械柔韌性和高光電轉換效率的可拉伸太陽能電池，為可穿戴設備提供了理想的供能解決方案。
傳統無機太陽能電池（如硅電池）儘管光電轉換效率高，但因其剛性和脆性，難以滿足可穿戴設備、室內光伏等新應用場景的需求。有機太陽能電池（OPV）雖然具有輕、薄特性，且具有一定的機械柔韌性，可以實現彎折，但在大尺度的機械形變（如拉伸）條件下，光電性能仍會急劇下降乃至失效。目前，高效率的有機太陽能電池僅可承受小于5%的拉伸形變。如何克服半導體光電性能和機械性能之間普遍存在的相互制約關係，同時獲得高光電轉換效率和機械拉伸性的柔性光電子器件仍然是個巨大挑戰。
針對這一挑戰，該團隊設計了一類全新的小分子受體材料，該受體材料可以大幅提升薄膜的機械拉伸性能，同時，該受體分子可以通過緊密的3D堆疊保持高效的電荷傳輸，具有高電子遷移率。基於該小分子受體和超高延展性的聚合物給體（PNTB6-Cl）的共混活性層薄膜，團隊成功製備了高效率（光伏轉換效率超過16%）的柔性/可拉伸太陽能電池，器件可承受高達95.5%的極限拉伸形變。
該器件可與人體皮膚完美共形，即使貼附在手指、手腕、膝蓋等大形變的活動關節處，器件仍可正常工作，還可以在室外和室內光照射下為大多數可穿戴電子器件提供足夠的驅動能力。（文 姜勝來）
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