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科技活动周系列报道(三):柔性电子:新一代显示、照明与能源技术

柔性电子技术是当今最令人激动和最有前景的信息技术之一,受到学术界和工业界的广泛关注。柔性电子具有优异的灵活性、柔软性以及延展性,可保证电子产品在弯曲、折叠、卷曲、压缩、拉伸等状态下正常运行。基于上述性质,其应用体现在人类生活的很多方面,如电子皮肤、可穿戴设备、照明、显示以及光伏建筑一体化等。凡是我们所见的物体,都可以成为柔性电子设备的载体,未来将是一个柔性电子无处不在的世界。

柔性电子是将有机或无机材料电子器件制作在柔性或可延性基板上的一种新兴电子技术。柔性电子具有优异的灵活性、柔软性以及延展性,可保证电子产品在弯曲、折叠、卷曲、压缩、拉伸等状态下正常运行。柔性电子涉及新的材料及制造技术,产生了柔性显示、柔性照明和柔性能源等新的应用。

柔性显示和照明方面,有机电致发光器件(OLED)是目前的主流器件。除了驱动电压低、快速响应、超轻超薄、对比度高、视角广、适用温度范围广、抗震性好等诸多方面的技术优势外,OLED技术最受推崇的就是自发光以及可实现柔性而形态自由的特点。从可折叠屏、可穿戴设备以及电子纸等显示设备再到实现自由弯曲的新概念型灯具等照明设备,柔性OLED技术的重要性可窥一斑。一台大屏幕手机可以弯折至小尺寸放入我们的口袋;一张纸展现色彩斑斓的显示能力;一盏灯能够实现多种优美的形态。柔性OLED在不久的将来,会把我们的想象力无限延伸,给我们带来一个全新的梦幻世界。

可折叠及可穿戴手机、电子纸及可弯曲灯具等OLED应用产品

从气候变化问题可以清楚地看出,必须采用不同形式的清洁能源解决方案。在太阳能、水力、风能和核能等替代能源中,太阳能的选择在技术和经济上是最可行的。虽然基于光伏器件的太阳能电池板已商用,但柔性结构是该领域的下一阶段。柔性光伏器件可以应用于太阳能背包、太阳能敞篷、太阳能手电筒、太阳能汽车、太阳能帆船甚至太阳能飞机上。尤其是它可以集成在窗户或屋顶、外墙或内墙上,实现光伏建筑一体化。柔性光伏技术的发展将成为可再生能源技术的重中之重。

柔性光伏器件及其与建筑和人体的集成展示

新一代应用的实现,要求我们必须回到科学技术面临的问题本身。为了推动柔性电子器件的实用化进程,团队开发了可编程激光打痕技术,滚轮印刷技术,剥离转写技术以及微纳米结构调控器件内部光学模态等创新技术提升柔性电子器件的性能。

团队制备的可拉伸有机电致发光器件和柔性钙钛矿光伏器件展示

为了开启新的柔性电子世界,包括科研界和工业界都在迎接着新的挑战,进行着全方位的技术开拓。而柔性显示,照明和光伏器件形态自由无边界的天然优势,将使其成为电子器件无处不在时代的最佳载体而改变我们的生活。



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