探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇 065

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探索未来能源的无限可能—有机光伏（OPV）篇

065 可穿戴电子：用OPV为你的智能手表和衣服永久供能 2025-11-17

把太阳能“穿”在身上，用一片柔软轻薄的薄膜为你的智能手表、智能眼镜甚至衣物供电，这并非科幻场景，有机太阳能电池（OPV）正在让这一切成为现实。
相比传统硅基太阳能电池，OPV以其超薄、轻盈、可弯曲折叠的特性，非常适合为可穿戴设备供能。你可以将它理解为一种可以“印刷”在柔性基板上的半透明薄膜，能够自然地融入可穿戴设备的设计中。

下面这个表格可以让你快速了解OPV在可穿戴领域的核心优势与现状:

特性维度 OPV的优势 与传统技术对比
形态 超薄、柔性、可拉伸，可贴合皮肤或织物 传统硅基电池刚硬易碎；非晶硅效率过低
效率 实验室光电转换效率已超16% 效率足够驱动大多数低功耗可穿戴设备
应用场景 弱光下表现良好，室内外皆可工作 延长了发电时间和场景，实用性更强
技术成熟度 处于产业化初期，已有量产线投产 稳定性和大批量生产的良率仍在持续提升中


OPV如何改变你的可穿戴体验？

OPV技术能带来许多实实在在的好处：

告别电量焦虑，实现“永久”续航：通过将OPV集成在设备表面或表带上，日常光照甚至室内灯光就能持续为设备补充电量。例如，有研究团队正利用此技术开发AI眼镜，可将续航从6小时延长至10小时。

设备设计更自由、更舒适：OPV的柔韧性允许设备采用更符合人体工学的曲面设计。清华大学团队开发的一款超柔性能量系统，厚度仅相当于一张A4纸，可轻松集成于织物上。

走向真正的“无源”物联网世界：OPV能与能量收集技术结合，为智能家居中的传感器、电子价签等设备供电，实现“有光就能发电”，无需布线、更换电池。


技术挑战与未来方向

尽管前景广阔，OPV技术要大规模商用还需解决一些挑战：

提升稳定性与寿命：有机材料在长期光照、高温高湿环境下的性能衰减是核心挑战。目前顶尖实验室的OPV器件能在黑暗环境中保持性能稳定超过1500小时，但距离满足消费电子产品的多年使用标准仍有差距。

突破效率天花板：虽然16%的效率足以驱动许多设备，但研究者们仍在通过开发新材料（如新型小分子受体）和探索钙钛矿-有机叠层等新技术，力求将转换效率推向更高水平。

降低成本并实现规模化：将实验室的成果转化为价格合理、质量稳定的大规模产品是关键。好消息是，行业已迈出步伐，例如国内企业“炎和科技”已建成百兆瓦级量产线，并将良率提升至90%以上。


除了OPV，还有哪些柔性光伏技术？

在柔性光伏的赛道中，OPV并非唯一选手，钙钛矿太阳能电池是另一个备受关注的明星。

钙钛矿：它光电转换效率的理论极限更高（可达33%），近年来发展迅猛。它与OPV在“柔性”这一特性上目标一致，但技术路径不同，两者可结合形成优势互补的叠层电池。

如何选择：简单来说，OPV在柔韧性、轻质和弱光性能上表现突出；而钙钛矿在绝对效率潜力上更具想象空间，但其在长期稳定性方面面临的挑战也更为严峻。