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黄维院士引领南工大柔性电子全国重点实验室闯出新天地
多点突破屡刷纪录科创助推产业升级
□南京日报/紫金山新闻记者谈洁姜静实习生钱逸霖
在柔性电子领域，中国科学院院士黄维领衔的南京工业大学柔性电子全国重点实验室始终扮演着“开拓者”与“领跑者”的角色。该实验室凭借深厚的科研积累与创新能力，在钛矿材料、柔性显示等关键领域持续发力，不断攻克世界性技术难题，屡次刷新相关领域的世界纪录。同时，实验室积极推动科研成果落地转化，孵化高新技术企业，为我国柔性电子产业发展注入强劲动力，也为国家高端制造业升级和科技自立自强提供了重要支撑。
黄维院士正在指导团队做实验。学校供图
不断挑战钙钛矿LED效率屡破世界纪录
11月5日上午，位于南京工业大学丁家桥校区科技D栋9楼的柔性电子全国重点实验室，研三学生肖璇正专注于钙钛矿LED器件的制备工作。她通过低温溶液法，在基底上形成钙钛矿薄膜。“这一工艺的关键在于获得高质量的钙钛矿薄膜。”她一边操作一边解释。在一旁自主搭建的原位光电测试系统前，研三学生倪凯杰正在对钙钛矿LED器件进行性能表征，“我的工作是通过施加电压驱动器件发光，以系统表征其光电性能与衰减行为。”
正在做实验的两名研究生学生，来自黄维院士、王建浦教授团队。“我们的研究方向是钙钛矿的‘发光’。”团队核心成员朱琳教授介绍，钙钛矿LED是一类新兴的薄膜LED，不仅具备加工工艺简便、高亮度、高效率等优势，更具备大面积制备于任意基底包括柔性基底的特性，比如，在一张纸、一件衣服上都可以进行显示，近年来在光电器件研究领域备受瞩目，成为全球新型发光与显示技术激烈竞争的焦点。
钙钛矿发光材料有三维、低维之分，其中三维钙钛矿最有潜力实现高亮度下的高效率发光，对未来发光显示技术实现产业化意义重大。但提升三维钙钛矿材料的荧光量子效率一直是世界性难题。为解决这一富有挑战性的难题，该团队创造性地提出了一种通过调控晶体生长的方法。由此，这项研究实现了96%的荧光量子效率和大于30%的光提取效率，并进一步制备出外量子效率32%的高效钙钛矿LED，创造了钙钛矿LED发光效率的世界纪录。
就在11月11日，国际顶尖学术期刊《自然》再次发表该团队的最新成果：成功构建全钙钛矿叠层LED器件，提出利用层间光子循环效应来提升钙钛矿LED的光提取效率，外量子效率突破45%，再次刷新该领域世界纪录，为开发高性能钙钛矿LED开辟全新途径。
提前布局在多个重点领域持续领跑
位于5楼的实验室里也是一片繁忙，这是黄维院士、陈永华教授的团队，每台实验仪器旁几乎都有正在做实验的学生。与上一个团队专注“发光”不同，他们专注的方向是“发电”。
柔性电子全国重点实验室副主任陈永华教授介绍，钙钛矿光伏相对于传统的晶硅技术，光电转换效率更高、制备成本更低。热蒸发制备钙钛矿具有大面积均匀、重复性高、产业化兼容等优势，非常适合商业化生产。团队研发的全真空“热蒸发”技术，不仅让小面积钙钛矿光伏器件效率达到25.19%，更实现了超过1000小时持续工作后性能保持95%以上的稳定性，1平方厘米大面积电池效率也达到23.38%，展现出显著的产业化潜力。
“目前实验室里最常用的钙钛矿薄膜制备方法是溶液法，如旋涂、涂布等。”正在做实验的博士生徐雨田说，“全真空热蒸发”技术，通过原材料分子级沉积成膜，全程无溶剂污染，工艺控制精准，膜层均匀致密，被业界视为高性能钙钛矿光伏器件从实验室走向生产线的“理想方案”。该团队的最新科研成果“基于反向逐层沉积的全真空热蒸发钙钛矿太阳能电池”也在《自然·光子学》发表。
据介绍，围绕国家政策导向规划研究方向，黄维院士提前布局，除了柔性显示与能源，团队还致力于柔性传感与探测、柔性系统与集成等研究。
“每年五一、十一、元旦假期，院士都会组织团队开展集中汇报和学术研讨，他深入参与各个研究方向，对阶段性进展及时指导，点评具体且直击关键问题，现场他还会基于全局判断，建议哪些团队可开展协同攻关，哪些项目方向值得融合推进。”朱琳介绍，今年暑假，黄维院士已提前启动团队“十五五”期间的研究方向规划。正是这种前瞻性布局与精细化指导，以及对科研的严谨认真，才得以让团队在柔性显示与能源、柔性传感与探测等多个重点领域持续领跑，相关研究方向与国家“十五五”规划建议内容不谋而合。
做有用的科研孵化公司推动技术落地
“科研要服务社会，基础研究必须紧扣未来产业需求。”黄维团队的每个人对这句话都不陌生，“这是院士反复强调的理念。”团队核心成员王娜娜教授说，团队的科研成果正加速从实验室走向应用场景。
今年9月，小米17系列年度旗舰手机震撼发布，不仅带来性能、影像系统的全面升级，更释放了一个关乎产业自主的重磅信号——新型红光OLED材料国产化取得关键突破。这项核心技术正是由小米与柔性电子全国重点实验室孵化企业卢米蓝联合打造。
OLED屏幕作为当前高端智能手机的“标配”，其核心材料（尤其是红光材料）长期依赖进口，成为制约我国显示产业发展的关键瓶颈。“发光材料是OLED的核心，也直接决定了整块显示屏幕的性能，所以我们的国产屏幕想要强大，在世界处于领先地位，就必须从底层的发光材料开始，打好发展的基础。我们这一次发明的新型红色发光主材，比最好的进口材料性能还要更好，真正意义上实现了全球领先。”黄维说。
卢米蓝是2017年依托黄维院士团队成立的高新技术企业，已成功入选国家级专精特新“小巨人”企业。2022年首次实现自主知识产权红光材料量产，技术指标达到国际一流水平。
“做有用的科研，是我们始终坚守的初心。”黄维表示，从钙钛矿LED的“发光”突破、光伏技术的“发电”创新，到柔性传感的精准探测、集成系统的场景落地，团队始终以国家战略需求为导向，把产业瓶颈转化为科研课题。未来，团队将推动更多实验室成果转化为量产产品；同时将拓展产学研协同创新网络，孵化更多像卢米蓝这样的硬核科技企业，让柔性电子技术深度融入智能终端、绿色能源、智慧医疗等关键领域，为我国高端制造业升级和科技自立自强贡献持续不断的创新力量。