Advanced Functional Materials:隐身电源——柔性透明超级电容器

随着智能时代的到来,便携式电子产品(如手机、平板电脑和其它可触摸设备)正在朝着柔性化和透明化的方向发展。日益增长的市场需求迫切需要性能与之匹配的“隐身电源”——柔性透明电源。众所周知,目前发展最为迅速的电化学储能器件包括电池和超级电容器两种类型。因可以填补电池的功率密度低和传统电容器的能量密度低的缺陷,柔性透明超级电容器(FTSCs)成为目前“隐身电源”领域的研究热点之一,有望成为下一代柔性透明电子产品(包括健康监护仪、可穿戴人工电子皮肤、微型触摸传感器和移动智能设备)的商业电源。但是,如何实现FTSCs的柔韧性、电容性和透明性的完美统一是目前的研究难点。合理的设计电极材料并集成至FTSCs是目前的研究重点。因此,FTSCs的研究不仅是电子领域的一个分支,也是连接化学科学、材料科学和信息技术的桥梁,对柔性透明电子器件的发展具有重要推动作用。

针对近10年来的研究现状,南京邮电大学的黄维院士和赵强教授团队对FTSCs的材料设计原则和器件类型进行了综述。首先,系统概述了FTSCs的器件结构、储能机理和光电性质。然后,详细总结了提高性能指标(包括光电性能FoMe和电容性能FoMc)、机械柔性和循环稳定性的设计原则,同时重点介绍了FTSCs的器件类型,包括薄膜超级电容器、微型超级电容器、电致变色超级电容器、光敏超级电容器和类电池超级电容器。最后,提出了FTSCs领域面临的挑战和未来的发展方向。希望本综述涉及的与FTSCs相关的设计策略、工艺参数、器件类型及在柔性透明电子器件等领域的应用前景,为科研界和产业界的研发人员提供借鉴与参考。

相关论文以“Flexible Transparent Supercapacitors: Materials and Devices”为题发表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202009136)上。南京邮电大学赵强教授和黄维院士为论文共同通讯作者,赵为为博士为论文第一作者。

该工作获得国家自然科学基金、江苏省有机电子与信息显示协同创新中心、江苏省高校优势学科建设工程等的大力支持。