超薄有机太阳能电池高效耐用

 
RIKEN的科学家与国际合作伙伴合作，成功制造出既高效又耐用的超薄有机太阳能电池。他们使用简单的后退火工艺，制造了一种柔性有机电池，该电池在大气条件下经过3,000个小时后降解不到5%，同时具有13%的能量转化率(太阳能电池性能的关键指标)。
有机光伏材料被认为是基于硅的常规薄膜的有前途的替代品，它对环境更加友好且生产成本低廉。超薄柔性太阳能电池特别吸引人，因为它们可以提供每单位重量的大功率，并且可以用于各种有用的应用中，例如为可穿戴电子设备供电以及在软机器人中用作传感器和致动器。但是，超薄有机薄膜往往相对有效，通常具有约10%至12%的能量转换率，远低于硅电池(可高达25%)或刚性有机电池(可高达百分之十七。在太阳光，热和氧气的影响下，超薄膜也容易迅速降解。研究人员正在尝试制造既节能又耐用的超薄薄膜，但这通常是一个艰难的权衡。
在发表于《美国国家科学院院刊》上的研究中，该小组成功地证明了超薄电池既耐用又高效。该小组开始使用由Toray Industries，Inc.开发的用于施主层的半导体聚合物，并尝试了使用非富勒烯受体提高热稳定性的新想法。最重要的是，他们尝试了一种简单的后退火工艺，该工艺在90度的初始退火后将材料加热到150摄氏度。通过在各层之间建立稳定的界面，此步骤对于提高设备的耐用性至关重要。
该研究的作者之一，福田健次郎说：“通过结合新的发电层和简单的后退火处理，我们在超薄有机太阳能电池中实现了高能量转换效率和长期存储稳定性我们的研究表明，超薄有机太阳能电池可以长期稳定地提供高功率，即使在高温和高湿等恶劣条件下也可以使用，我非常希望这项研究将有助于开发长期稳定的电源设备，该设备可用于可穿戴电子设备，例如衣服上的传感器。”