【引言】
有机光伏电池因其轻质、低成本及柔性化的特点，在柔性可穿戴电子领域具有广阔的应用前景。在新型受体材料的快速研发推动下，当前有机光伏电池的能量转换效率已突破19%大关。然而，高性能小分子受体材料固有的力学脆性限制了其在高应变条件下的应用，尤其是在需要高强度拉伸和弯曲的穿戴设备中。为解决这一挑战，天津大学材料学院叶龙教授团队深入研究并取得了一系列重大突破。
【主体部分】首先，该团队基于高分子物理原理，提出了一种创新策略——通过在有机光伏共混体系中引入成本低廉的热塑性弹性体作为增韧剂，构建出本征可拉伸有机光伏薄膜（图1）。细致优化弹性体组分含量后，成功实现了超过50%断裂应变的同时保持光伏效率超过10%，刷新了同类薄膜在大应变拉伸条件下的效率纪录。
为进一步揭示薄膜结构稳定性与拉伸性能之间的内在联系，研究团队运用同步辐射掠入射X射线散射等先进实验技术，对比分析了含有不同含量弹性体增韧剂的三类本征可拉伸有机光伏薄膜（Ternary I, Ternary II, Ternary III）在拉伸过程中的微观结构演变。结果显示，弹性体有效降低了活性层薄膜的结晶度并分散拉伸应力，从而显著提高了薄膜的微结构耐久性和整体机械稳定性。
此外，团队还积极探索提升可拉伸光伏器件的机械稳定性的新途径，在聚合物-小分子高效共混体系和全聚合物共混体系中引入具有长支化烷基侧链的高分子量共轭聚合物作为增韧剂，并根据优化后的凝聚态结构制备出了循环拉伸性能优异的光伏器件。这些器件在高达50.3%的拉伸应变下仍能维持初始光伏效率的80%以上，并且在2000次小曲率半径下的循环弯曲后依然展现出卓越的稳定性。
研究成果分别发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》、《Advanced Energy Materials》以及《Advanced Functional Materials》，其中详细阐述了调控本征可拉伸光伏薄膜结构与性能的方法及其指导规律，并提出了评估光伏效率、成本与拉伸性能之间关系的新参数y。
这项系列研究得到了国家自然科学基金、天津市杰出青年科学基金等多方经费支持，以及北京同步辐射装置、上海同步辐射光源、中国散裂中子源等尖端科研设施的技术支持。叶龙教授团队成员李鑫博士、李赛萌博士生和彭忠祥等人在研究中发挥了重要作用，同时也得到了南京工业大学李荪荪教授、中国科学院上海高等研究院杨春明副研究员等合作专家的宝贵帮助。
总结来说，叶龙教授团队通过一系列开创性研究，不仅解决了制约有机光伏电池应用于可穿戴领域的关键瓶颈问题，更为未来开发兼具高性能和高度柔韧性的光伏材料提供了新的理论依据和技术路径。
