《材料导报》“柔性电子”专刊征文通知

正在《材料导报》新任主编黄维院士倡议下,由西北工业大学柔性电子研究院王学文教授、艾伟教授和程迎春教授共同担任客座编辑,期刊社策划了"柔性电子"专刊。聚焦柔性电子领域最新科研成果,包括有机光电材料、柔性有机/无机半导体材料、柔性逻辑器件与存储器件、可穿戴/可植入柔性传感器、柔性能源转换/能源存储器件、柔性电子微纳米加工技术、印刷电子技术、可弯曲/可拉伸/可折叠柔性电子系统等,将于2020年1月刊登。欢迎广大师生和研究人员踊跃投稿,征文截止日期2019年10月27日。     

北大有机高分子太阳能电池材料和器件研究取得系列进展

正2014年伊始,北京大学工学院占肖卫教授课题组在有机高分子太阳能电池材料和器件方向取得一系列重要研究进展。太阳能是人类最安全、最绿色、最理想的可再生洁净能源。有机高分子太阳电池利用有机高分子材料制备器件以实现光电转换,可通过溶液加工技术制成柔性的大面积器件,具     

响应速度快 存储密度高 价格低廉 易加工的新一代光电信息材料——有机光电材料论坛侧记

正"2016新材料国际发展趋势高层论坛——有机光电材料论坛"于2016年9月25~26日在南京国际青年文化中心712会议室召开。本次论坛由中国工程院化工、冶金与材料工程学部,南京工业大学海外人才缓冲基地(先进材料研究院),先进生物与化学制造协同创新中心,材料学术联盟主办;国家级柔性电子材料与器件国际联合研究中心,有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地,教育部柔性电子国际合作联合实验室,江苏省柔性电子重点实验室,《中国材料进展》杂志社共同承办,论坛主席由南京工业大学校长黄维院士担任。     

柔性及纺织基钙钛矿太阳能电池的研究进展

传统的能源器件大多为平面刚性结构,虽然坚固耐用,但对于实现器件的可穿戴来说,较难满足微型化、轻量化、柔性化、集成化的要求,这正是目前的应用瓶颈。纺织材料作为天然的穿戴材料,具有无可比拟的柔性和穿戴舒适性,且能适应人体曲面,因此,基于纺织材料构建能源器件是可穿戴技术发展的重要方向。本文介绍了钙钛矿太阳能电池的器件结构和工作原理,从电子传输层材料、空穴传输层材料、基底材料这三方面介绍了柔性钙钛矿太阳能电池的研究进展,并对纺织基柔性钙钛矿太阳能电池的最新研究进展进行了评述,最后对包括纺织基在内的柔性钙钛矿太阳能电池的未来发展进行了展望。     

四吡咯基有机多孔材料的制备及在电池中性能研究进展

基于四吡咯化合物的有机多孔材料，具有可调的孔隙度、可修饰骨架、均匀的活性位点等优点。由于其电子结构可控优势，四吡咯基有机多孔材料在各种电化学储能器件的电子/离子存储和传输方面的性能引起了广泛关注。对四吡咯基有机多孔材料的分类及其制备方法进行了总结，并对其在提升电池电化学性能方面的应用进行了综述。     

科学家研制出高比能全固态钠电池

正近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中国科学技术大学教授余彦团队、中科院宁波材料技术与工程研究所研究员姚霞银团队合作,构筑了聚合物固态电解质和正极材料的一体化集成系统,有效降低了固固界面阻抗,显著提高了电子、离子和电荷的传输效率,研制出高比能、柔性的全固态钠电池。     

有机太阳能电池电子传输层材料研究进展

随着人类社会的不断进步和科学技术的迅猛发展,太阳能作为一种可再生能源在如今资源匮乏的年代备受关注。太阳能具有成本低廉、储量丰厚、利用简单等诸多优点,吸引了众多学者竞相研究探索。有机太阳能电池作为新一代固态薄膜电池,因其可溶液加工、卷对卷印刷和打印制备成柔性器件,向已经商业化但价格昂贵的无机硅太阳能电池发起了革命性的挑战。在现阶段,有机太阳能电池还存在稳定性相对较弱和光电转换效率相对偏低两方面的缺陷。尽管已报道的有机太阳能电池的光电转换效率已经达到16.70%,但离商业化生产还有很大距离。电子传输层在器件中发挥着重要的作用,对有机太阳能电池的光电转换效率和稳定性有重要影响。目前,应用于有机太阳能电池的电子传输层材料主要为金属氟化物、n型金属氧化物、有机小分子类、聚合物电解质类和富勒烯类等。在众多电子传输层材料中,有机类电子传输层因其结构可调、可溶液加工、便于大面积印刷等优势而备受关注。本文对有机类电子传输层材料进行了归纳总结,包含聚芴类、聚噻吩类、苝酰亚胺类、富勒烯类。通过阐述已有的研究进展,对比分析各种电子传输层材料的优劣,展望电子传输层材料的发展趋势和研究前景。     

柔性电致变色器件研究进展

电致变色材料是一类重要的光电功能材料,可以随周期性调整的电压改变颜色。这种可控的光学吸收率和透过率的调制在智能窗户、电致变色显示和防眩光后视镜等应用场合大显身手。近年来电致变色技术发展迅速,但当前的研究大多集中在传统刚性电致变色器件,通常以氧化铟锡(ITO)等导电玻璃为基底。这些刚性变色器件存在厚度大、共型性差、机械强度低、成本高等不可忽视的问题,阻碍了电致变色技术及其商业化的发展。伴随着开发可穿戴设备和电子皮肤等其他未来技术的热潮,柔性电致变色器件因其可折叠性、可穿戴性甚至可嵌入性而备受关注,已跻身成为电致变色领域的研究热点。本综述从制备柔性电致变色器件的材料出发,系统地概述了无机、有机、无机/有机复合及其他新型柔性电致变色器件最新进展和趋势,着重介绍了可拉伸电致变色器件的国内外研究进展。同时讨论了现阶段柔性电致变色器件在性能提升和实际应用等方面遇到的挑战,以及国内外研究者采取的应对措施。最后明确了柔性电致变色器件制备与提升性能的关键,并对未来的发展趋势做出展望。     

柔性有机发光二极管材料与器件研究进展

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes,简称OLED)是全固态的薄膜发光器件。由于OLED的可柔性制备、低驱动电压、低功耗等优点,其在未来的可穿戴应用上具有广阔的发展前景。目前,小尺寸的OLED显示器已经实现商业化,大尺寸的OLED电视和照明也已有产品问世,但OLED器件的可穿戴应用尚处于探索期。综述了近年来基于可穿戴应用的柔性OLED材料及器件技术的研究进展,具体介绍了柔性基板材料、柔性薄膜晶体管材料、柔性OLED发光层技术、柔性薄膜封装材料与技术等方面的研究进展。此外,介绍了近几年来兴起的一些新型的柔性器件制备技术,如柔性纤维布基底技术、纤维状聚合物发光电化学池技术、对称平面层器件结构和狭缝涂布式印刷技术等。最后,对柔性OLED材料与器件技术的发展趋势进行了展望。     

大面积柔性有机太阳电池:器件设计与印刷技术

目的 为研究者提供OSCs制造技术相关的全面见解和最新进展,分析现有的技术瓶颈和无法解决的规模效率损失,以获得可扩展和可打印的大面积光伏组件。方法 从功能层材料的选择、印刷工艺研究现状和大面积效率损失等方面展开综述,重点阐述柔性高效大面积有机光伏器件印刷制备的技术难题。结论 文中将进一步推动可印刷有机半导体材料在下一代清洁能源中的集成应用,并在可穿戴电子、光伏建筑一体化和物联网等应用领域引起广泛关注。     

纤维状有机光电探测器制备与特性研究

纤维状光电探测器因具有柔性可编织、全角度光探测等特性，有望在可穿戴电子领域取得广泛应用。现已报道的纤维状光电探测器多采用无机光敏材料，器件存在机械柔性受限、制备工艺复杂等问题。本文提出制备纤维状有机光电探测器(FOPD)，采用浸渍提拉法依次在锌丝表面制备电子传输层(ZnO)、有机体异质结光敏层(PBDB-T:ITICTh)和空穴传输层(PEDOT:PSS)等功能层，最后缠绕银丝或碳纳米管纤维(CNT)作为外电极，制备了两种柔性FOPD。结果表明，两种器件在可见光波段均具有优良的响应，整流特性明显，在-0.5 V偏压下比探测率均可达10¹¹Jones (300 nm～760 nm)。其中，CNT外电极与光敏层的界面接触更佳，器件具有更低的暗电流密度(9.5×10^-8A cm^-2，-0.5 V)和更快的响应速度(上升、下降时间：0.88 ms、6.00 ms)。本文的研究有望为柔性纤维器件和可穿戴电子领域的发展提供新思路。     

柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用

作为一项新兴技术,物联网通过各种传感器和智能标准通信接口,使得物理世界的"物"与信息网络的"云"无缝链接,从而实现对物品对象的标识和智能管理。由于柔性电子特有的弯曲性和可延展性,使其在与物的结合中发挥出重要的作用,成为桥接"物"与"云"的关键技术。全面综述了国际上柔性大面积印刷电子新器件的最新研究进展,包括柔性薄膜晶体管、存储器、各类传感器等,以及柔性全金属印制的射频设别(RFID)技术和天线、智能包装及可穿戴智慧医疗设备(BioPatch)等物联网应用,并对目前大面积柔性电子器件与系统在材料、器件以及系统集成等方面所面临的诸多挑战和困难展开了讨论。     

柔性储能电池电极的设计、制备与应用EI北大核心CSCD

随着便携式、可穿戴电子器件的迅速发展,柔性储能器件的研究逐渐转向微型化、轻柔化和智能化等方向。同时人们对器件的能量密度、功率密度和力学性能有了更高的要求。电极材料作为柔性储能器件的核心部分,是决定器件性能的关键。柔性储能电子器件的发展,又迫切需要新型电池技术和快速、低成本且可精准控制其微结构的制备方法。因此,柔性锂/钠离子电池、柔性锂硫电池、柔性锌空电池等新型储能器件的研发成为目前学术界研究的热点。本文论述了近年来柔性储能电池电极的研究现状,着重对柔性电极材料的设计(独立柔性电极和柔性基底电极)、不同维度柔性电极材料的制备工艺(一维材料、二维材料和三维材料)和柔性储能电极的应用(柔性锂/钠离子电池、柔性锂硫电池、柔性锌空电池)进行对比分析,并对电极材料的结构特性和电化学性能进行了讨论。最后,指出了柔性储能器件目前所面临的问题,并针对此类问题展望了柔性储能器件未来的重点在于新型固态电解质的研发、器件结构的合理设计及封装技术的不断优化。     

新型杂化金属硫氰化物压电体用于能量收集和动作传感（英文）

杂化有机-无机压电材料因其电光性能优异、合成简单以及机械柔性等优点而受到广泛关注,在能源和传感领域显示出巨大的应用潜力.本文合成了一例新的零维杂化压电材料[Me-V]₃Mn(SCN)₅,并与聚己二酸丁二酯对苯二甲酸丁二酯复合成膜制备了用于机械能收集的压电器件.实验结果表明,15 wt%组分的压电器件具有优异的能量收集性能,在仅0.03 MPa作用力下,可产生18.49 V的最大输出电压和7.88μW cm^-2的功率密度.同时,该器件在循环5500圈及60天内仍保持优异的压电性能.此外,该器件在包括手指敲击、手腕/肘部弯曲和踩踏等动作传感方面表现出良好的敏感性.这项工作证明了无铅无卤的杂化压电材料在柔性传感和能量收集方面具有巨大的应用潜力.     

柔性电子在我国电子信息产业转型升级中的战略意义研究

当前,新一轮科技革命和产业变革正加速演进,新一代信息技术与各行业正加速深度融合,深刻改变着全球经济格局、利益格局和安全格局。柔性电子是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的一类新兴电子技术。柔性电子具备柔软、质轻、透明、便携、可大面积应用的特性,极大地扩展了电子器件的应用范围,在信息科技、健康医疗和航空航天等重要行业、重点领域、重大工程中发挥着举足轻重的作用,正逐步成为后摩尔时代我国电子信息产业转型升级发展的强大“助推器”。2023年1月17日,工业和信息化部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,指出加快推动柔性电子等面向新能源的关键信息技术产品开发和应用。同时,浙江、福建、湖北和重庆等多省市已超前布局柔性电子,将柔性电子列入“十四五”规划。柔性电子正成为各省市实现电子信息产业转型升级的“新赛道”和推动经济高质量发展的新引擎。本文介绍了发展柔性电子产业的重要意义,分析了柔性电子产业的发展现状以及在电子信息产业转型升级中的应用场景和实践,论述了当前我国柔性电子面临的机遇与挑战,最后给出了推动柔性电子技术与产业发展的建议。     

化工新型材料

<正>美有机材料可构建"电子高速公路"美国佛蒙特大学(UVM)物理学家和材料学家马达里那·福瑞斯领导的研究团队日前称,他们研究出一种新方法,能在低成本的有机材料中构建"电子高速公路",增强太阳能电池板和柔性电子产品的导电性。这将有助寻找替代传统以硅为基础的电子元器件材料。研究人员发表在近日出版的《自然·通讯》杂志上的论文称,鉴于让电     

有机电致发光器件的效率及寿命

有机电致发光器件的效率取决于电子和空穴的有效注入和复合.电极材料和有机材料的稳定性以及电极/有机层之间的界面处的相互作用是制约有机电致发光器件寿命的主要因素.     

北京科技大学研制成功聚合物白光材料单层白光OLED器件

<正>近日,北京科技大学李立东教授课题组围绕白光有机发光二极管研制中的关键问题,合成出了聚合物白光材料和有机小分子白光材料等两类有机白光材料,并制备出了单层白光OLED器件,最大发光亮度大于10000cd/m2,发光效率大于30cd/A,寿命大于1500h,色温4000~7000K。该器件可由溶液加工的方法制备,生产工艺简单,有望降低生产成本。另     

柔性显示器件的衬底材料及封装技术

有机电致发光显示器件(OLED)被认为是最理想、最具发展前景的下一代显示技术之一.在柔性衬底上制备的有机电致发光器件拓宽了OLED的使用范围,是其重要发展方向.本文综述了柔性显示器件的衬底材料及封装技术的发展概况,比较了玻璃、聚合物、金属3种衬底材料的优缺点,并简单介绍了以这3种材料为衬底的柔性显示器件的封装技术.     

封面图片说明

正封面图片出自论文"阳离子迁移型阻变存储材料与器件研究进展".是清华大学材料学院潘峰教授研究团队提供的阳离子迁移型阻变存储器的器件结构及选材和阻变特性及机理示意图.阳离子迁移型阻变存储器的存储单元为"活性电极/存储介质/惰性电极"三层膜结构,通过外加电压作用下活性电极原子发生氧化还原反应和定向迁移过程而实现信息存储,其中逻辑"1"对应于低阻