我系彭慧胜教授课题组通过一种叠加织物电极的新方法,成功制备出织物太阳能电池,这类电池可以编到各种织物中(图1),为实现可穿戴电子设备提供了一种新的有效方法。该项最新研究工作在线发表在国际化学领域权威期刊《应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上(链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201402561/abstract)。该论文发表后被Angew. Chem. Int. Ed.评为“Hot Paper”, Angew. Chem. Int. Ed.还以“Wearable Solar Cells”为题进行了专门的新闻发布(链接:http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773/homepage/press/201418press.html),这也是该课题组继2013年12月关于可拉伸线状超级电容器被Angew. Chem. Int. Ed.专题新闻发布后,再度获此殊荣。
2014年5月30日,《科学》(Science)杂志进一步以“Weaving solar energy into fabrics”为题对这项研究工作进行了专门报道(链接:http://www.sciencemag.org/content/344/6187/twil.full#compilation-1-3-article-title-1),全球多个学术和公共媒体亦对此项工作进行了报道。
可穿戴设备是当今电子器件的主流发展方向,这类电子器件除了满足自身的功能外,还需具备质轻、柔性、可编织性等功能。近年来有许多制备线状微型太阳能电池的尝试。与传统平面状结构相比,线状器件具有质轻和可编织的优势。这些线状器件可以通过纺织技术编织到各种织物中。但是,如何将这些线状太阳能电池编成织物仍然存在一定的技术难度。因此,发展新的方法来实现可编织太阳能电池是十分重要和必要的。
图1.(a) 编入织物中的太阳能电池 (b)点亮发光二极管的织物太阳能电池
彭慧胜教授课题组在前期线状太阳能电池的研究基础上,又有了新的突破,他们巧妙地叠加织物电极直接制备出织物太阳能电池。具体的构建方法总结为:首先,将光活性物质吸附到钛丝织物上作为工作电极;其次,由具有优异力学和电学性能的取向碳纳米管纤维成织物作为对电极;最后,叠加两个织物电极,加入电解液后封装得到织物太阳能电池。