南昌大学柔续科技:柔性光伏技术突破 破解AI时代智能终端续航核心瓶颈

在万物智联全面普及、AI终端规模化落地的产业背景下,智能穿戴、物联网感知节点、无源智能设备等终端产品,普遍面临续航周期短、频繁充电繁琐、户外运维成本高、传统锂电环境负荷大等行业共性痛点。传统柔性光伏器件存在弱光响应差、力学稳定性不足、大面积制备难度高、成本居高不下等技术短板,难以适配AI时代分布式自供能、长周期免维护、轻量化柔性集成的刚需。南昌大学柔续科技团队立足新能源材料与器件前沿领域,深耕柔性钙钛矿光伏核心技术研发,以多项原创性结构与工艺创新,打造出适配多场景的高效柔性太阳能电池解决方案,为智能终端绿色长效供能提供了国产化技术路径。

团队聚焦柔性光伏器件光电性能、力学可靠性、规模化量产三大核心矛盾,开展系统性底层技术攻关,突破传统柔性电池的材料结构与制备工艺限制,形成以原创结构设计、低温量产工艺、极致稳定性能为支撑的完整技术体系,核心技术指标与产业化适配性均达到行业领先水平。

团队受生物榫卯咬合结构启发,在国际上率先将机械互锁三维聚合物网络引入钙钛矿光伏体系,通过分子级结构设计,将钙钛矿晶体稳固“锁合”在柔性聚合物基底中,同步解决传统柔性电池晶体结合力弱、缺陷密度高、弱光性能差的行业难题。该原创结构可显著优化器件内部载流子传输效率,抑制界面复合损耗,在300lx室内弱光环境下光电转换效率达8.5%,较同类型传统柔性光伏电池性能提升63%,在室内照明、弱光散射环境下仍可保持稳定发电能力,完美适配智能穿戴、室内物联网终端的常态化供能需求。

同时,该结构从材料底层提升器件结构稳定性,有效抵御弯折、拉伸带来的材料层间脱落与性能衰减,为柔性器件的长期可靠使用奠定核心基础,打破了“高效光伏与柔性可靠不可兼得”的行业技术瓶颈。

针对传统柔性光伏制备工艺温度高、无法适配柔性基材、难以连续化生产的痛点,团队自主研发低温卷对卷湿法印刷量产工艺,实现核心光敏层40℃低温成膜AI人工智能,全程无需高温烧结处理,可兼容PET、PI等各类柔性透明基材,不会造成基材热损伤与器件性能衰减。

该工艺可实现5㎡/h的连续化印刷生产,制备过程可控性强、材料利用率高、良品率稳定,单位面积生产成本降至80元/㎡,具备大规模工业化量产的经济性与可行性,彻底解决了实验室高效器件难以转化为规模化产品的“最后一公里”难题,为柔性光伏的低成本普及提供了工艺支撑。

依托原创结构设计与精密封装工艺,该柔性光伏器件实现了力学性能与使用寿命的双重突破。器件可实现5mm极小弯折半径反复弯折,适应曲面穿戴、异形集成、卷曲收纳等复杂形态需求;经过10万次连续弯折循环测试,器件光电性能保留率仍超92.6%,力学稳定性远超行业同类产品。同时,器件采用耐候性分子封装技术,可抵御日常温湿度变化、紫外线照射与环境腐蚀,设计使用寿命长达10—20年,远高于传统锂电与常规柔性光伏器件,真正实现一次部署、长期免维护运行。

依托核心技术优势,该柔性光伏方案已完成多场景技术验证与适配开发,可深度嵌入AI智能终端与物联网生态,从底层重构设备供能逻辑。在智能穿戴领域,柔性光伏组件可集成于手表表带、智能手环、穿戴传感器,可将设备续航能力提升50%以上,将日均充电频率从1次降至0.35次,大幅缓解用户充电焦虑;在物联网领域,可适配无源电子标签、环境监测节点、智能传感终端,实现3—5年免更换电池,终端运维成本下降60%,大幅降低智慧物流、智慧城市、工业物联网的全生命周期运营成本。此外,技术还可拓展至自供能无源电容笔、智能光伏百叶窗、便携式电子设备等场景,以绿色光伏能源替代传统锂电供电,契合低碳环保与双碳战略发展要求。

目前,该技术成果已依托江西柔续科技有限公司推进产业化落地,依托南昌大学高分子及能源化学研究院、薄膜能源化学江西省重点实验室的科研支撑,形成从材料研发、器件制备、工艺优化到量产落地的全链条自主知识产权体系,已申报多项国家发明专利,核心技术具备完全自主可控性。

未来,团队将持续优化器件光电性能与量产工艺,加快中试产线建设与规模化产能释放,进一步拓展消费电子、物联网终端、智慧新基建等场景的市场应用,以底层技术创新推动柔性光伏从实验室走向产业化普及,为AI时代万物智联终端提供绿色、长效、柔性的自供能解决方案,助力我国新能源材料产业高端化、国产化发展。原文出处:南昌大学柔续科技:柔性光伏技术突破 破解AI时代智能终端续航核心瓶颈,感谢原作者,侵权必删!

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