封面说明
该封面设计主要由三个主要部分组成：第一部分为背景的城市建筑群，代表应用场景；第二部分为中间的超薄柔性有机太阳能电池，呈现研究主体；第三部分左下角为智能手环，象征电池应用终端。
封面中，三个部分相互关联，共同呈现超薄柔性有机太阳能电池的应用愿景。背景的城市建筑群，营造出科技融入生活空间的氛围，突显该电池可在各类建筑等场景应用的潜力。第二部分的超薄柔性有机太阳能电池，以卷曲、延展形态，展示其超薄、柔性特质，体现研究对象的核心特性。左下角的智能手环，代表可穿戴设备等终端，暗示超薄柔性器件在便携式电子领域的应用方向。
从整体设计来看，封面以蓝调为主背景色，搭配金色电流特效，营造科技感与未来感，契合高分子材料与新能源应用主题。电池、手环与城市建筑呼应，传递出超薄柔性有机太阳能电池从材料研究到实际应用的关联，展现其在推动柔性电子发展等方面的价值与前景。
文章亮点
该封面设计主要由三个主要部分组成：第一部分为背景的城市建筑群，代表应用场景；第二部分为中间的超薄柔性有机太阳能电池，呈现研究主体；第三部分左下角为智能手环，象征电池应用终端。
封面中，三个部分相互关联，共同呈现超薄柔性有机太阳能电池的应用愿景。背景的城市建筑群，营造出科技融入生活空间的氛围，突显该电池可在各类建筑等场景应用的潜力。第二部分的超薄柔性有机太阳能电池，以卷曲、延展形态，展示其超薄、柔性特质，体现研究对象的核心特性。左下角的智能手环，代表可穿戴设备等终端，暗示超薄柔性器件在便携式电子领域的应用方向。
从整体设计来看，封面以蓝调为主背景色，搭配金色电流特效，营造科技感与未来感，契合高分子材料与新能源应用主题。电池、手环与城市建筑呼应，传递出超薄柔性有机太阳能电池从材料研究到实际应用的关联，展现其在推动柔性电子发展等方面的价值与前景。
图1 超薄柔性有机太阳能电池的器件结构示意图。
文章背景
UF-OSCs因其卓越的柔韧性和高功率重量比，在可穿戴电子设备、柔性显示技术等领域展现出巨大的应用潜力。然而，与传统刚性太阳能电池相比，UF-OSCs的光电转换效率(PCE)仍有待提升，这成为制约其商业化应用的关键因素。此外，UF-OSCs在机械稳定性、材料耐久性以及制备工艺等方面也面临诸多挑战。例如，超薄柔性透明电极作为UF-OSCs的核心部件，其性能直接影响器件的整体效率和稳定性。常见的UFTE材料如ITO、导电聚合物、银纳米线等，虽然具有一定的优势，但仍存在透光性与电导率不平衡、表面粗糙度高、耐弯曲疲劳性差等问题，限制了器件性能的进一步提升。为解决这些问题，研究人员致力于开发新型高性能电极材料，并优化制备工艺，以提高UF-OSCs的性能。同时，器件结构工艺和界面层的优化也是提升UF-OSCs性能的关键。此外，UF-OSCs的大面积制备技术也面临挑战，如涂布工艺的精确控制、大面积器件的均匀性等，这些问题制约了其在实际应用中的推广。因此，未来的研究需要聚焦于高性能材料的开发、器件结构的优化以及制备工艺的改进，以推动UF-OSCs在柔性电源领域的广泛应用。
文章概述
本文首先综述了UF-OSCs的研究现状，指出其凭借优异柔韧性和高功率重量比，在可穿戴电子、柔性显示等领域具有巨大的潜力，但其光电转换效率(PCE)较刚性器件仍有提升空间。针对这一问题，强调超薄柔性透明电极作为核心组件的关键作用，其性能直接影响器件效率与稳定性，而传统电极材料(如ITO)的脆性、高成本等问题亟待解决。因此，对使用的UFTE进行了分类，并从UFTE入手介绍了研究人员在提升超薄柔性器件性能方面所做的工作。
文章进一步梳理了UFTE材料的研究进展：导电聚合物PEDOT:PSS因可溶液加工和柔性优势被广泛应用(图2)，通过化学修饰和全溶液加工技术，器件效率提升至9.96%，且机械稳定性优异；银纳米线(AgNWs)通过包埋、复合涂层等策略改善表面粗糙度和附着力，半嵌入式AgNWs@CPI电极制备的UF-OSCs效率达14.37%；ITO电极通过优化基底厚度和界面工程，结合PEI-Zn等新型电子传输层，实现14.3%的效率并提升防水性能；超薄金属薄膜和金属网格电极凭借其高导电性和柔韧性，在光学微腔设计下效率达17.32%，功率重量比接近40W/g。
图2 基于PEDOT:PSS作为UFTE的超薄柔器件。(a) 超薄柔性有机太阳能电池示意图。层厚度按比例绘制; (b) 通过将太阳能电池包裹在35 μm半径的人的头发上，证明了极端的弯曲灵活性，比例尺2 mm; (c) 将超薄柔性太阳能电池附着在预拉伸弹性体上制成的可拉伸太阳能电池。它们显示为平面(左)和30%(中)和50%(右)的线性压缩; (d) 玻璃基板超薄柔性有机光电器件的溶液和分层过程照片，电极和有机半导体材料的溶液储存在一个小瓶中，并自动分离。比例尺，1 cm。
此外，文章介绍了大面积UF-OSCs的潜在应用(图3)，包括自供电皮肤传感器、可水洗电子纺织品和赛博格昆虫等领域，展现其在能源收集与集成系统中的优势。最后指出，UF-OSCs未来需在高性能电极材料开发、低成本活性层制备、大面积涂布工艺优化及多领域集成应用等方面突破，以推动商业化进程。
图3 UF-OSCs在可穿戴器件领域的潜在应用领域。(a) 人手超柔性自供电光电体积描记仪(PPG)传感器原理图; (b) 带PLED、OPD和OSC模块的自供电PPG传感器原理图; (c) 自供电PPG传感器电路图; (d) FEHSS作为用于健康监测的皮肤上心电图(ECG)传感器贴片电源的示意图; (e) 柔性OSC模块和锌离子电池的分层结构示意图; (f) 超薄柔性OSC模块的照片，该模块具有14组并联12个电池串联。每个OSC单元的有效面积为0.04平方厘米。在25平方厘米的基板上，总工作面积为6.72平方厘米; (g) 使用G. portentosa拍摄的半机械昆虫照片，比例尺，1 cm; (h) 有机太阳能电池组件结构。
上述工作以综述形式在《高分子学报》2025年第7期“能源高分子材料专题”印刷出版。
引用本文：
孙凌亚, 刘世钊, 张旭, 马笑, 高欢欢, 阚媛媛, 孙延娜, 高珂 . 超薄柔性有机太阳能电池的研究进展.
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