日前，從中科院寧波材料所杭州灣研究院獲悉，隸屬該研究院的柔性光電材料團隊通過器件結構設計結合柔性替代材料的辦法，成功制備了具有高度穩(wěn)定性的可折疊和可拉伸紙基太陽能電池，未來有望在便攜可穿戴、柔性自供電電子系統(tǒng)等領域得到產業(yè)化應用。

 

    柔性太陽能電池具有低成本、高功率質量比、可變形等優(yōu)點。但是，開發(fā)具有高度穩(wěn)定性的可折疊、可拉伸太陽能電池是個巨大的挑戰(zhàn)。“相比彎曲時受到毫米曲率半徑下彎折，折疊時器件經歷的是亞毫米極端曲率半徑下彎折，器件內應力急劇增加，極易導致電池失效。”團隊相關負責人介紹，通過采用超薄襯底降低器件在折疊時受到的應力，并結合采用氧化物/超薄銀金屬/氧化物可折疊透明電極代替氧化銦錫脆性電極，實現了可折疊有機、鈣鈦礦電池。

 

    受中國古代剪紙藝術啟發(fā)，該團隊與蘇州協(xié)鑫納米科技有限公司和浙江大學合作，采用剪紙結構設計使得整個器件在大拉伸應變下受到的應力指數級降低，從而實現了耐200%拉伸應變，同時150%應變下可穩(wěn)定拉伸1000次的鈣鈦礦電池。此外，基于剪紙結構的鈣鈦礦電池還具有扭曲、彎折等變形能力。這類基于剪紙結構的鈣鈦礦電池具有變形能力強和制造工藝簡單等優(yōu)勢。

 

    據了解，可以變形的太陽能電池擁有廣泛應用前景。“比如可以貼在建筑、交通設施或可穿戴設備的表面，賦予傳統(tǒng)產品新功能，也可以作為柔性功率源與其他柔性光電器件集成，形成自供電的柔性電子系統(tǒng)。”該負責人介紹。

 

來源：省科技廳