新型的超薄有機太陽能電池，既高效又經(jīng)久耐用

（文章來源：環(huán)球創(chuàng)新智慧）

據(jù)日本理化學研究所官網(wǎng)近日報道，該研究所研究人員與國際伙伴們合作，成功創(chuàng)造出一款既高效又耐用的超薄有機太陽能電池。

有機太陽能電池不僅更環(huán)保，而且生產(chǎn)成本低，非常有望取代硅基傳統(tǒng)薄膜。超薄的柔性太陽能電池特別引人注目，因為它們單位重量可提供的功率大，且適合各種應用，例如為可穿戴電子設備供電，作為軟體機器人中的傳感器與致動器。

然而，超薄的有機薄膜的效率相對較低，一般只有10%到12%的能量轉(zhuǎn)化率，明顯低于硅電池的能量轉(zhuǎn)換效率（可高達17%）。此外，在太陽光、熱和氧氣的影響下，超薄膜的性能也會迅速退化。因此，研究人員們正在嘗試創(chuàng)造“既節(jié)能又耐用”的超薄膜，然而二者往往難以權衡。

近日，日本理化學研究所創(chuàng)新研究集群與日本理化學研究所新興物質(zhì)科學中心的科學家們與東京大學、加州大學圣巴巴拉分校以及莫納什大學的國際伙伴們展開合作，成功創(chuàng)造出一款既高效又耐用的超薄有機太陽能電池。相關論文發(fā)表在《美國科學院院報（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）》期刊上。

他們采用了一種簡單的后退火工藝，創(chuàng)造出了一款柔性的有機電池。在大氣條件下超過三千小時，這款電池的性能退化低于5%，而且能量轉(zhuǎn)化率（太陽能電池性能的關鍵指標）達13%。

課題組從由日本東麗工業(yè)公司開發(fā)的一種用于施體層的半導體聚合物開始，并且試驗了一種新想法，即采用非富勒烯受體增加熱穩(wěn)定性。除此之外，他們試驗了一種簡單的后退火工藝，在90攝氏度的初始退火之后，將材料加熱至150攝氏度。這個步驟在層與層之間創(chuàng)造出了穩(wěn)定的界面，對于提高器件穩(wěn)定性來說非常關鍵。

論文作者之一 Kenjiro Fukuda 表示：“通過將新的發(fā)電層與簡單的后退火處理結(jié)合起來，我們在超薄有機太陽能電池中既實現(xiàn)了高能量轉(zhuǎn)換效率，又實現(xiàn)了長期的存儲穩(wěn)定性。我們的研究顯示，超薄的有機太陽能電池可用于以一種穩(wěn)定的方式長期提供高功率，并且甚至可在高溫高濕的苛刻條件下使用。我非常希望，這項研究將有助于開發(fā)長期穩(wěn)定的電源裝置，用于可穿戴電子設備，例如附著在衣服上傳感器?！?br /> （責任編輯：fqj）