【摘 要】
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多功能化的柔性钙钛矿电池凭借其机械灵活性,高效低成本等特性,在未来可穿戴电子系统,生物医疗,航天航空等领域有着广泛的应用前景。柔性衬底作为柔性电池的支撑部分,很大程
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多功能化的柔性钙钛矿电池凭借其机械灵活性,高效低成本等特性,在未来可穿戴电子系统,生物医疗,航天航空等领域有着广泛的应用前景。柔性衬底作为柔性电池的支撑部分,很大程度上决定着器件的柔韧性。目前广泛使用的柔性衬底主要是聚合物衬底和金属箔片等。然而聚合物材质的衬底受限于报废后较长的降解周期和环境污染问题,金属箔片衬底则柔韧性较差,难以与可穿戴设备集成。针对这些问题,本文将一种环境友好,柔韧性优良的丝素蛋白复合透明电极应用于钙钛矿电池中,并实现柔性电池的多功能化应用。通过自上而下的制备方式将银纳米线与丝素蛋白膜复合获得柔性电极,优化其透光性及导电性。最终获得的丝素蛋白衍生电极在430-800 nm的可见光波段内透过率超过80%,表面电阻为13 Ω/sq,表面粗糙度为5.01 nm。该电极表现出优异的柔韧性,在2.5mm的曲率半径下弯曲5000次导电性能没有明显变化。此外借助水分子的增塑作用,我们将丝素蛋白衍生电极塑造成波浪,螺旋,千纸鹤等多种形状,并且证明该电极具有良好的恢复性能,同时在塑形前后包括过程中都保持一致的导电性能。将丝素蛋白衍生电极应用于柔性钙钛矿电池中,通过引入PH1000层优化器件结构和掺杂硫氰酸甲铵降低钙钛矿成膜温度两种优化途径,最终电池获得最高10.4%的光电转换效率。基于该电极的柔性钙钛矿电池在2.5 mm的曲率半径下弯曲1000次后,光电转换效率保持在初始值的92%,其表现出的良好抗弯曲能力得益于丝素蛋白衍生电极优异的柔韧性。同时利用丝素蛋白薄膜的可塑性,联合波形的结构设计赋予柔性钙钛矿电池可拉伸性能。该方法为拓展柔性电子的多功能化提供了新的思路。
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