近日，郑州轻工业大学NBA中文网 、集成电路学院李彬老师在国际知名期刊《Nano-Micro Letters》（中科院一区TOP期刊，影响因子38.5）上发表题名为“Covalent Organic Framework-Anchored Carbon Nanotubes Enabling Ultra-Thin Robust Polyimide Films for High-Specific-Power Flexible GaAs Solar Cells”的研究论文。郑州轻工业大学李彬老师为论文第一作者，上海交通大学胡南滔副研究员、上海空间电源研究所孙利杰研究员等人为论文通讯作者。

针对柔性GaAs太阳能电池基底材料轻质与高强难以兼得、传统物理共混面临碳纳米管（CNT）团聚与界面薄弱等瓶颈问题，团队跳出传统框架，提出基于MWCNT-COF杂化材料的“原位共价生长”策略，通过溶剂热法在羧基化多壁碳纳米管表面原位生长共价有机框架（COF）壳层，再将此杂化材料引入聚酰亚胺（PI）前驱体中原位聚合。该策略一举实现多重的增强效果：MWCNT作为刚性骨架提供力学支撑，COF壳层通过共价键与PI基底实现化学连接以确保高效载荷传递，三维互联多孔结构赋予薄膜低密度特性。实验表明，仅6 µm厚的MWCNT-COF/PI复合薄膜拉伸强度达97.53 MPa，杨氏模量达1.53 GPa，而密度仅0.73 g cm⁻³，打破轻质与高强难以兼得的困境。模拟计算证实，COF接枝的MWCNT有效扩展了共轭体系、缩小了HOMO-LUMO能隙，并通过协同增强热力学稳定性与动力学反应性实现了对复合材料的有效改性。基于该薄膜的双结和三结柔性GaAs太阳能电池分别实现了8998 W/kg和7749 W/kg的超高比功率，光电转换效率分别达26.6%和31.5%（AM0），弯折2000次（R=10 mm）后性能衰减极小，展现出在空间和地面高比功率光伏系统中的巨大应用潜力。

此项研究成果得到了国家自然科学基金、河南省研究生教育改革与质量提升工程项目、河南省青年科学基金、中原科技创新领军人才、上海市自然科学基金面上以及中国航天科技集团第八研究院校企合作基金等项目的支持。

文章链接：//doi.org/10.1007/s40820-026-02326-1