华中科技大学团队成功研制可拉伸太阳能电池

2月11日，华中科技大学的一支研究团队在国际柔性能源技术领域取得了重大突破，成功研制出一种兼具卓越机械柔韧性和高效光电转换能力的可拉伸太阳能电池。这一创新成果不仅为可穿戴设备的能源供应提供了新的解决方案，还标志着我国在柔性光电子技术领域迈出了重要一步。

该研究成果于1月23日在国际顶级学术期刊《科学》杂志上发表，论文题为“小分子受体增塑实现机械强韧且可拉伸的有机太阳能电池”。研究团队通过设计一种新型小分子受体材料BTP-Si4，结合独特的分子结构设计和材料制备工艺，显著提升了柔性太阳能电池的机械性能和光电转换效率。Science杂志编辑Phil Szuromi赞赏道：“这项研究通过创新的材料组合，克服了电池中吸光层固有的脆性问题，展示了小分子受体在增强延展性和保持电子迁移率方面的独特作用。”

实验数据显示，这种新型柔性太阳能电池的最大拉伸形变可达95.5%，远超传统柔性电池的性能指标。这一特性使得该电池能够轻松贴合人体皮肤，即使在手指、手腕、膝盖等大形变关节处也能保持正常工作状态。同时，该电池在室内外光照条件下均能为大多数可穿戴电子设备提供充足电力，展现出极高的实用价值。



研究团队表示，这一突破性成果的背后凝聚了他们数年的潜心研究。他们针对柔性光电子领域长期存在的光电性能与机械性能相互制约的难题，创新性地提出了基于小分子受体材料的增塑策略。通过优化材料分子结构和制备工艺，成功实现了电池性能与拉伸性的双重提升。

这一研究成果的意义不仅限于技术层面。随着可穿戴设备市场的快速发展，对柔性能源技术的需求日益迫切。传统刚性光伏器件由于其固有的刚性特性，难以满足可穿戴设备对形态多样性和舒适性的要求。而这种新型柔性太阳能电池的出现，为解决这一痛点提供了有力的技术支撑。

在实际应用中，这种柔性太阳能电池展现出广阔的应用前景。它可以被集成到智能手表、健康监测设备等可穿戴装置中，为设备提供持久稳定的能源供应。此外，其高拉伸性和良好的贴合性能，使其在医疗健康、运动健身等领域也具有重要应用价值。例如，在医疗健康领域，该电池可以贴合在人体皮肤上，为便携式医疗设备提供持久电力，从而实时监测患者的健康状况。在运动健身领域，它则可以为智能穿戴设备提供电力，帮助用户更好地记录和分析运动数据。

然而，研究团队也指出，任何新技术的推广应用都需要面对现实挑战。例如，如何进一步降低成本、提升大规模生产的可行性，以及如何确保材料的长期稳定性等，都是未来需要重点攻关的方向。