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太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率突破15%，鋰電池在零下50攝氏度也能高效放電，驗(yàn)證半導(dǎo)體“明星材料”氧化鎵的記憶存儲(chǔ)功能……近期我國(guó)在新材料領(lǐng)域成果頻出，多種關(guān)鍵材料實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。這些新材料廣泛應(yīng)用于新能源、醫(yī)療、航空航天、高端制造等重要產(chǎn)業(yè)，對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、保障產(chǎn)業(yè)鏈安全具有重要意義，也彰顯我國(guó)在新材料領(lǐng)域的自主創(chuàng)新實(shí)力。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，近期集中涌現(xiàn)的新材料技術(shù)突破，均精準(zhǔn)直擊長(zhǎng)期制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題。
在新能源光伏領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)院青島能源所研究團(tuán)隊(duì)攻克銅鋅錫硫硒太陽(yáng)能電池“金屬離子遷移不可控”瓶頸，通過(guò)新型界面相引導(dǎo)離子有序排列，使光電轉(zhuǎn)換效率突破15%。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域，北京郵電大學(xué)聯(lián)合多單位，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了主流寬禁帶半導(dǎo)體氧化鎵的室溫本征鐵電性，解決了讓氧化鎵具備記憶存儲(chǔ)功能（即鐵電性）的科學(xué)難題，為未來(lái)的半導(dǎo)體技術(shù)開辟了新路徑。
在新能源儲(chǔ)能領(lǐng)域，南開大學(xué)聯(lián)合上?？臻g電源研究所團(tuán)隊(duì)，打破傳統(tǒng)鋰電池電解液氧配位的動(dòng)力學(xué)束縛，設(shè)計(jì)合成氟代烴溶劑新型電解液體系，成功研制出室溫條件下能量密度高達(dá)700瓦時(shí)/公斤的鋰金屬電池，在零下50攝氏度的極寒環(huán)境中，仍能釋放接近400瓦時(shí)/公斤的高能量。
此外，我國(guó)在柔性有機(jī)光電材料領(lǐng)域也持續(xù)突破。天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授葉龍介紹，柔性有機(jī)光電材料輕、薄、柔軟，還能用類似“印刷”的方式低成本制造?！敖鼛啄?，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在光電性能與拉伸性能難以兼顧的難題上取得突破：在保持較高能量輸出的同時(shí)，材料更不易被拉斷，器件在反復(fù)大幅拉伸后仍能穩(wěn)定工作?！?/p>
從應(yīng)用價(jià)值來(lái)看，這些新材料及其相關(guān)技術(shù)，均廣泛應(yīng)用于新能源、航空航天、高端制造等國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)：銅鋅錫硫硒材料具有元素儲(chǔ)量豐富、成本低、穩(wěn)定性高、無(wú)毒等優(yōu)勢(shì)，已成為光伏領(lǐng)域備受關(guān)注的新一代材料；耐低溫、高比能鋰電池拓展了新能源儲(chǔ)能的應(yīng)用邊界，為極寒地區(qū)、航空航天等特殊場(chǎng)景提供能源支撐；氧化鎵半導(dǎo)體的突破，為構(gòu)建高功率和極端環(huán)境下信息器件的多功能集成提供了全新的材料基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)思路；柔性有機(jī)光電材料則是可穿戴設(shè)備、電子皮膚、柔性傳感器和便攜式能源的重要材料。
“柔性有機(jī)光電材料的持續(xù)突破，未來(lái)將帶動(dòng)柔性電子從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)?；瘧?yīng)用，支撐健康監(jiān)測(cè)、智能終端、新能源等新興產(chǎn)業(yè)升級(jí)。”葉龍認(rèn)為，這一領(lǐng)域的突破有助于補(bǔ)齊關(guān)鍵材料短板，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性與自主可控水平，為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要支撐。
中國(guó)科學(xué)院院士、南開大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)陳軍也表示，基于新型電解液的高比能電池在新能源汽車、具身智能機(jī)器人、低空經(jīng)濟(jì)以及極寒地區(qū)和航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。
業(yè)內(nèi)專家指出，新材料是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心支撐。近期我國(guó)新材料領(lǐng)域的一系列突破，彰顯了新材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新活力與發(fā)展韌性。未來(lái)，隨著我國(guó)科研投入的持續(xù)加大和創(chuàng)新體系的不斷完善，新材料領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)涌現(xiàn)更多突破，以創(chuàng)新合力引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供更堅(jiān)實(shí)的材料保障。（記者吳蔚 栗雅婷 張建新）
