近日，中国研究生创新实践系列大赛各子赛事及陕西省第八届研究生创新成果展落下帷幕，柔性电子研究院学子在教师的精心指导以及研究院的大力支持下，在“双碳”创新与创意大赛、能源装备创新设计大赛、电子设计竞赛、陕西省第八届研究生创新成果展中取得佳绩。共获国家级奖项5项、省级奖项6项，刷新了研究院建院以来在同类竞赛中的最佳记录。

项目名称：钙钛叠韵，绿染双碳梦-窄带隙铅锡钙钛矿结晶调控和高效钙钛矿叠层光伏器件开发（杨建雄、李昌波、陈畅顺、王泽林、黄锐同学，指导教师：冉晨鑫）

项目简介：本项目通过开发L-丙氨酸甲酯(AME)结合强还原性氟化亚锡作为前驱体溶液添加剂、PEA2PbI3SCN超薄二维钙钛矿作为埋底界面、EDA(Cl/I)2作为表面改性剂，利用基于化学配位相互作用的分子锚定效应，抑制材料氧化的同时原位构建了具有垂直排列晶体和优化界面的三元Cs0.1MA0.3FA0.6Pb0.5Sn0.5I3钙钛矿薄膜。这种独特的铅锡薄膜结构使得器件光电转换效率由16%提升至22.3%，且优化的界面特性使得器件填充因子高达82.14%，是当前领域内最高值。进一步，通过与1.78 eV宽带隙半透明子电池结合，组成的全钙钛矿叠层太阳能电池可产生27.1%的冠军器件效率，稳态输出功率为26.8%。经计算，相比商用硅太阳能电池，其发电效率提高了12.5%，碳排放量降低12.5%。

项目名称：“氢”启未来——高性能光催化薄膜逐“绿”制氢新赛道（王鑫、刘博言、张颖涓、许良诚、马思卿、封嘉玥，指导教师：王松灿）

项目简介：光催化在实际发展和应用中面临着由光生载流子复合严重引起的光催化效率低、光催化剂稳定性差、贵金属助催化剂成本高以及悬浮光催化体系难以回收等瓶颈。本项目合成了一种非晶ZnCdS光催化剂，在其中引入由不对称原子排列诱导产生的偶极场作为光生载流子分离和传输的驱动力，从而解决光生载流子复合严重的问题。值得注意的是，为了增加光催化析氢速率，光催化反应通常在粉末悬浮体系中进行，但是在实际应用中，将光催化剂负载在基底上制备形成的光催化薄膜比粉末悬浮体系更容易回收，无需复杂的固液分离步骤。我们通过一步刮涂法制备出了不同尺寸的光催化薄膜，这种光催化薄膜具有良好的机械性能，在自然光和氙灯下都会产生明显的氢气气泡。此外，为了进一步提高对太阳光的利用率，我们将光催化薄膜和太阳能电池结合，最终得到的光转换效率为8.8%。

项目名称：基于太阳能的高效光电分解水制氢系统研究与装备研发（许良诚、王鑫、刘博言、张颖涓、王帅鹏，指导教师：王松灿）

项目简介：本研究团队基于该技术原理开发了两种不同的分解水产氢装置，分别为：可规模化产氢的ZnCdS柔性薄膜分解水制氢装置和高效无偏压光电化学分解水制氢装置，这两种制氢装置可以适用于不同的产氢场景。同时对原有技术缺点进行了原创性改进，以达到效率高、稳定性好的特点。该装置的一个显著优势是它解决了传统粉末材料在实际应用中回收困难的问题，通过将光催化粉末整合到大面积柔性基底上来实现整体回收，从而防止有毒粉末污染水体。高效无偏压光电化学分解水制氢装置的优点在于：过去电极形式的产氢装置普遍较小（0.5 cm2）,无法实现大电流密度下的产氢。在本装置中，我们将多个小面积光阳极材料进行一体化组装，利用导电铜箔对其进行封装，在不损失效率的情况下（太阳能氢气转换效率（STH）=8.8 %）实现了大电流产氢（40 mA）。

项目名称：以电为源-深海探测设备的未来“锂”程（范潇中、肖雄、谷志远、赵飞，指导教师：孔龙）

项目简介：面对深海的高压、低温、长时间放电等极端条件，本设计针对性的从电池的各部分组件入手，以提高电池的能量密度、续航能力、安全性能、低温性能为目标。在充分考量深海探测设备的实用场景后，面向各组件的关键问题，逐点击破。同时，考虑到电池使用过程中作为一个整体供电，在结合各组件优化方法的基础上，通过电池一体化成型设计优化，设计并制造出符合深海探测设备要求的高能量密度、高安全的动力之源。此外，本设计还关注极端环境下电池组的使用安全性，基于人工智能的电池寿命预测，以期能够给出可以实时掌握电池组运行信息的、满足深海探测设备的极端环境的高性能供电电池。

项目名称：光亮未来：新一代低功耗超薄VCSEL（张学文、陈涛、乔敬源，指导教师：尚景智、卢乾波）

项目简介：该项目构建了一种以超薄二维半导体材料（单层WS2）为增益介质的垂直腔面激光发射器（VCSEL），并实现了超低阈值激射。具体而言，通过化学气相沉积法制备的单层WS2不仅表现出完美的正三角结构，且其横向尺寸可实现梯度调控；在二维半导体嵌入式微腔中，增益材料与腔体材料的边界处存在折射率突变，由此导致的全内反射为面内波导创造了条件。因此，该二维半导体激光器具备超薄、低阈值等特点；与传统VCSEL相比，具有小型化、低功耗、横向模式可调等优势，有望被广泛应用到3D传感和片上光源等领域，推动下一代光电子器件的发展。

项目名称：Lighton-光固化柔性多功能传感器（廖纪萌、邹金豆、罗远达，指导教师：于涛）

项目简介：本项目专注于新一代智能柔性传感器的研发，涵盖高性能长余辉材料的分子设计与制备、多功能光固化打印墨水的研制，以及基于主客体掺杂与3D打印技术融合的新型传感器构建。通过精细的分子设计，成功制得性能优异的长余辉材料，能在特定光照下发出持久光信号，为传感器设计奠定坚实基础。同时，开发出多功能、多级响应的光固化打印墨水，可根据需求定制设计。最后创新性地采用主客体掺杂策略，以光敏墨水为主体，替代传统PMMA、PVA聚合物基质，结合3D打印技术，制得精细的新型柔性传感器。该传感器能利用长余辉材料的光信号，实现对温度、湿度、外部应力及结构健康度的多重传感与监测。本项目的实施拓宽了3D打印在智能传感器领域的应用，有望促进产业链革新，为智能感知与监测技术带来新活力。

项目名称：“界面铆钉”助力电子传输构建高效钙钛矿太阳能电池（贾伟、郑思明、赵振，指导教师：荣子强）

项目简介：本项目利用纯相的二维(HA)2(MA)n-1PbnI3n+1钙钛矿，作为优化三维钙钛矿薄膜的界面铆钉，从而实现钙钛矿结构缺陷和晶界的精准调制。不同n值的二维钙钛矿锚定在晶界，构建了额外的电子传输通道。相应的器件实现了超过25%的功率转换效率。大面积组件进一步实现了超过21.24%功率转换效率。本项目为构筑高质量薄膜系统实现高效钙钛矿太阳能电池提供新颖的视野，缓解全球能源危机贡献力量。

项目名称：柔性无线光电诊疗器用于肿瘤监测与治疗（聂仁浩、秦国峰、唐刘燕，指导教师：贾庆岩）

项目简介：基于肿瘤缺氧微环境特点，本项目首次制造了一款局部组织氧合血红蛋白饱和度光电传感器件及其肿瘤诊疗系统，器件具有轻薄柔性特点，有效兼容生物组织。依据肿瘤组织与正常组织的血氧饱和度差异，该器件可实现对肿瘤无创识别及动态监测，并在多种癌症模型中得到验证，为评估肿瘤发生发展和术后复发情况提供了一种便捷即时诊断方式。此外，通过监测治疗过程中肿瘤组织血氧饱和度变化可以实时评估治疗效果，并为优化下一步治疗方案提供指导。该光电诊疗系统应用场景不仅限于医院，解决了临床肿瘤治疗远程监测的局限性，促进了智慧医疗的发展。

项目名称：光催化分解水制氢硫氧化物材料及器件（王鑫、刘博言、张颖涓、许良诚，指导教师：王松灿）

项目简介：光催化分解水制氢是实现我国“双碳”目标的重要途径，但光生电子空穴复合率高是限制光催化技术发展的瓶颈问题。鉴于此，我们提出了抑制光催化剂体相、表面和界面载流子复合的新策略：（1）提出了打破光催化剂中原子的有序性诱导偶极矩，构建强偶极场，显著促进体相光生电荷的分离和转移；（2）在光催化剂和析氧助催化剂界面插入空穴传输层，消除界面空穴传输能垒，有效抑制了界面光生电荷载流子复合；（3）构建了富氧空位的钒氧化物（VOx）和MnCo2Ox作为高效析氧助催化剂，成功解决了光催化剂表面析氧动力学缓慢问题。基于上述策略发展了高效光催化剂，设计了20cm × 20cm的柔性光催化薄膜，实现了在自然光高效分解水制氢，展现出大规模太阳能制氢的潜力。

项目名称：纸基三梯度主体材料助力长循环柔性镁金属电池（毕经煊，指导教师：黄维、艾伟）

项目简介：本项目利用可工业化生产的造纸工艺，通过精确调控主体材料各层级中羧基化多壁碳纳米管与针叶木纤维的比例，制备了具有梯度电导率、亲镁性和孔径特征的柔性纸基主体材料，实现了镁金属在主体材料内的自下而上沉积，并且首次构筑了柔性纸基镁金属电池。该设计的优点在于：底层的高电导率、亲镁性和小孔径特征可以均匀镁离子通量，诱导镁金属优先形核/沉积；顶层的绝缘性、疏镁性和大孔径特征可以促进镁离子传输，抑制“顶部生长”。基于此，该梯度主体材料表现出优异的镁沉积/剥离可逆性，所构筑的柔性纸基镁金属电池具有出色的体积能量密度和机械性能，为高性能柔性电池的发展提供了借鉴。同时，本项目还受到了央视新闻、陕视新闻等权威媒体的专题报道。

项目名称：Pioneering Sustainable Smart Bioelectronics through 3D Printing（KUMI MOSEES，指导教师：王腾蛟 副教授）

Recent advancements in 3D printing have significantly impacted flexible electronics, particularly through the development of innovative bioinks and smart hydrogels. A notable breakthrough is the creation of personalized, flexible electronic devices using advanced 3D printing techniques. In this study we combined dibutyrylchitin, known for its biocompatibility and mechanical strength, with PEDOT: PSS, which offers superior electrical conductivity, to form antibacterial electrodes (APFE). By optimizing these bioinks, their printability and functionality are enhanced, enabling the fabrication of customized flexible circuits and sensors tailored to individual needs. Additionally, the porosity of these printed structures can be finely adjusted, mimicking the structure of the human extracellular matrix (ECM). This adaptability allows the printed materials to support cellular growth and tissue regeneration, making them particularly valuable for biomedical applications. The ability to control porosity further enhances the compatibility of printed devices with the human body, ensuring better integration and function. 3D printing's role is crucial, especially in medical applications where traditional "one-size-fits-all" materials often fall short. Personalized 3D-printed materials can be adapted to meet specific physiological requirements, improving both the performance and comfort of medical devices. For example, printed electrodes for wound healing or bone repair can be tailored to fit a patient’s unique anatomy, ensuring better integration. Additionally, the flexibility of these materials facilitates the development of wearable technologies, such as EEG signal monitoring devices that conform to the wearer’s head shape, enhancing both comfort and accuracy. This innovation represents a significant step forward in material science, engineering, and personalized healthcare, promising to revolutionize medical treatments and patient outcomes.

后续，研究院将紧密围绕学校“127”目标，进一步学习和贯彻落实党的二十届三中全会精神和学校第十四次党代会精神，持续推进“总师育人文化”走深走实，以各项学科竞赛为抓手，做好赛事的组织管理与服务保障，培育柔性电子学交叉学科拔尖创新人才，推进研究生教育高质量发展。

(审核：李鹏）