復旦大學高分子系彭慧勝教授課題組通過一種疊加織物電極的新方法,成功制備出織物太陽能電池,這類電池可以編到各種織物中(圖1),為實現可穿戴電子設備提供了一種新的有效方法。該項最新研究工作在線發表在國際化學領域權威期刊《應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)上(鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201402561/abstract)。該論文發表后被Angew. Chem. Int. Ed.評為“Hot Paper”, Angew. Chem. Int. Ed.還以“Wearable Solar Cells”為題進行了專門的新聞發布(鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773/homepage/press/201418press.html),這也是該課題組繼2013年12月關于可拉伸線狀超級電容器被Angew. Chem. Int. Ed.專題新聞發布后,再度獲此殊榮。
2014年5月30日,《科學》(Science)雜志進一步以“Weaving solar energy into fabrics”為題對這項研究工作進行了專門報道(鏈接:
http://www.sciencemag.org/content/344/6187/twil.full#compilation-1-3-article-title-1),全球多個學術和公共媒體亦對此項工作進行了報道。
可穿戴設備是當今電子器件的主流發展方向,這類電子器件除了滿足自身的功能外,還需具備質輕、柔性、可編織性等功能。近年來有許多制備線狀微型太陽能電池的嘗試。與傳統平面狀結構相比,線狀器件具有質輕和可編織的優勢。這些線狀器件可以通過紡織技術編織到各種織物中。但是,如何將這些線狀太陽能電池編成織物仍然存在一定的技術難度。因此,發展新的方法來實現可編織太陽能電池是十分重要和必要的。
圖1.(a) 編入織物中的太陽能電池 (b)點亮發光二極管的織物太陽能電池
彭慧勝教授課題組在前期線狀太陽能電池的研究基礎上,又有了新的突破,他們巧妙地疊加織物電極直接制備出織物太陽能電池。具體的構建方法總結為:首先,將光活性物質吸附到鈦絲織物上作為工作電極;其次,由具有優異力學和電學性能的取向碳納米管纖維成織物作為對電極;最后,疊加兩個織物電極,加入電解液后封裝得到織物太陽能電池。
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