可以折叠、拉伸的柔性电池你听说过么?日前,记者从中科院宁波材料所获悉,该所柔性光电材料团队通过器件结构设计结合柔性替代材料的办法,成功制备了具有高度稳定性的可折叠和可拉伸纸基太阳能电池,该成果未来有望在便携可穿戴、柔性自供电电子系统等领域实现产业化应用。
据了解,柔性太阳能电池具有低成本、高功率质量比、可变形等优点。但开发具有高度稳定性的可折叠、可拉伸太阳能电池在科研领域仍是不小的挑战。“相比弯曲时受到毫米曲率半径下弯折,折叠时器件经历的是亚毫米极端曲率半径下弯折,器件内应力急剧增加,极易导致电池失效。”该项目负责人介绍,通过采用超薄衬底降低器件在折叠时受到的应力,并结合采用氧化物/超薄银金属/氧化物可折叠透明电极代替氧化铟锡脆性电极,实现了可折叠有机、钙钛矿电池。
受中国古代剪纸艺术启发,中科院宁波材料所柔性光电材料团队采用剪纸结构设计使得整个器件在大拉伸应变下受到的应力指数级降低,从而实现了耐200%拉伸应变,同时150%应变下可稳定拉伸1000次的钙钛矿电池。此外,基于剪纸结构的钙钛矿电池还具有扭曲、弯折等变形能力。这类基于剪纸结构的钙钛矿电池具有变形能力强和制造工艺简单等优势。
可以变形的太阳能电池,拥有广泛应用前景。“比如可以贴在建筑、交通设施或可穿戴设备的表面,赋予传统产品新功能,也可以作为柔性功率源与其它柔性光电器件集成,形成自供电的柔性电子系统。”团队负责人表示,在原型器件研发成功之后,团队正在组织开展大面积太阳能组件的研发工作,将可变形太阳能电池应用到可穿戴产品中去,推动该成果真正实现产业化。
(通讯员 高晓静 记者 徐军 付曦地)