柔性电子技术助力材料能源领域跨越式发展(2)

光山新闻网 林晓舟 2020-03-03 07:00:05
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谈及团队近期研究进展对产业化的意义,黄维表示,钙钛矿材料在环境中不稳定的问题是制约其产业化发展的技术瓶颈。这项研究工作通过硫元素之间的相互作用,实现了层间有效调控,构建了高效稳定的层状钙钛矿太阳能电池,为解决钙钛矿太阳能电池在产业化过程中面临的关键技术问题提供了有效策略,大力推进了钙钛矿太阳能电池的产业化发展。

而随着平板显示技术向高分辨率、大面积方向发展,对有源显示驱动背板的核心半导体器件—薄膜晶体管技术的要求也越来越高。“我们通过在异质结沟道中插入经臭氧处理后的聚苯乙烯薄膜,有效地钝化了薄膜表面的电子陷阱,报道了目前世界范围内最稳定的高迁移率有机-金属氧化物薄膜晶体管。”黄维说,这项研究结果显著提升了溶液法制备金属氧化物薄膜晶体管的工作稳定性,对推动其在显示领域的产业化应用进程有着突破性的意义。

柔性电子技术具有巨大的发展潜力和市场空间

“在科研上,我们将聚焦有机电子、印刷电子、生物电子等柔性电子交叉研究方向,以柔性光电材料、器件物理机制、器件制备工艺和集成化方面存在的关键科学问题和技术难点为研究对象,开展基础理论与应用技术研究,开发面向新一代信息显示、信息存储、数据加密、生物传感和先进能源等领域的应用。”

谈及自己及团队之后的科研计划,黄维表示,“例如,在钙钛矿太阳能电池方面,团队将针对钙钛矿材料和器件的稳定性以及含铅带来的毒性问题,设计高效稳定的钙钛矿材料和器件,发展器件封装技术,开展环境友好的无铅钙钛矿材料和器件研究;同时面向当前市场应用的需求,开发大面积柔性制备工艺;此外,利用钙钛矿材料优异的电荷传输能力和光电转换性能,开拓其在发光、光伏、光电探测和信息存储等柔性电子方面的应用。”

黄维风趣地说,长期以来,他所引领的IAM/IFE团队以“SCIENCE(科学)”为独特的核心文化。在他的解读中,这个英语单词有其特别的意义:S(Skepticism,科学质疑)、C(Curiosity,好奇驱动)、I(Industriousness,天道酬勤)、E(Enthusiasm,奉献热忱)、N(Novelty,追求创新)、C(Confidence,创新自信)、E(Ethics,守望良知)。

他所领衔的西北工业大学柔性电子研究院以孕育颠覆性技术为核心目标,努力打造创新引领、国家倚重、社会信任、全球领先的高端科技智库,同时服务国家重大战略需求、“一带一路”倡议和地方经济发展,形成高端创新创业平台引领示范效应,支撑国家军民融合战略、产业转型升级和战略性新兴产业孕育,为实现开道超车、打造柔性电子颠覆性技术创新的全球性战略高地而快速发展。

此外,黄维还介绍了柔性电子技术的发展现状及未来发展趋势。他说,其团队设计开发的高效稳定钙钛矿太阳能电池和金属氧化物薄膜晶体管有望与轻薄的柔性衬底相结合,可潜在应用于手机、平板显示等便携式电子产品以及可穿戴式设备等。另外,通过材料能带调控和器件结构优化,除太阳光外,钙钛矿太阳能电池还可以回收室内照明光源,进一步利用可再生能源。这将对我国乃至世界范围内的能源结构调整和环境改善具有十分重要的意义。

最后,黄维介绍说,柔性电子技术的应用领域非常广泛,在照明显示、无线通信、光伏能源、生物医疗和军事国防等各个方面均具有巨大的发展潜力和市场空间,已成为全球电子技术领域的研究热点。