最新有机太阳能电池板加固技术，有望取代传统硅太阳能电池板

研究人员发现了一种使有机太阳能电池更加坚固方法，赋予其对抗氧化、水和光的抵抗力。

依赖于有机太阳能电池相对于传统硅太阳能电池的优势，有机太阳能电池市场有望在2017年至2020年间增长20%以上。制造商可以大规模批量生产加工有机太阳能电池。有机太阳能的原材料获取非常广泛，科学家可以通过绿色化工将这项技术应用到太阳能电池上。

这些太阳能电池可以是半透明的，视觉干扰更低意味着它们可以安装在窗户或屏幕上，将是移动设备的理想选择;这种电池非常柔韧，甚至可以拉伸。而且他们的重量也是非常轻的。

然而，与传统的太阳能电池不同的是，有机电池极易受到水分、氧气和阳光的伤害。最好的修复方法是将电池片包起来，但是这增加了生产成本和单位重量，还降低了转化效率。

“如果你看看太阳能电池板的应用案例，你必须确保有机光伏能与光伏屋顶上的传统太阳能电池板竞争，无论下雨还是下雪。”为了解决有机电池的这些问题，研究人员最终选择减少，而不是添加组件的材料。”

研究人员进行了分子上相当于打蜡脱毛的工作:他们用胶带从太阳能电池光敏层的最表层剥离电子——共轭富勒烯衍生物苯基- c61 -丁酸甲酯(PCBM)，只留下无反应的有机聚合物。这些富勒烯衍生物的氧化是导致器件损坏的主要原因之一。从暴露的薄膜表面去除PCBM，减少了电池片与氧分子、水等氧化源接触的机会，要知道水对PCBM的损坏是非常明显的。

为了发表在ACS Energy Letters上的论文，研究小组测试了一种有机电池板，这种电池片的活性层是PCBM和弹性更强的共轭聚合物聚(3-己基噻吩)(P3HT)的混合物。将胶带贴在膜的光活性层表面后，对太阳能电池片进行热压处理，待膜恢复室温后，慢慢将胶带从膜表面取出。

据研究人员说，之后，只有6%的PCBM受体成分残留，形成了一个富含聚合物的表面。他们解释说，富勒烯电子受体与氧和水分子的接触最小化，而富含聚合物的表面显著增强了光敏层与顶部金属电极之间的粘附，这恰好防止了弯曲带来的另一个问题:电极分层。

纽约大学坦顿工程学院的化学和生物分子工程学教授安德烈·泰勒说:“凯发k8国际首页登录的研究结果最终证明，选择性地去除顶部电极附近的电子受体，可以制造出非常耐用的有机太阳能电池，甚至可以在没有封装的情况下在水下工作。”

Jaemin Kong说。“凯发k8国际首页登录证明了电池片在没有显著效率损失的情况下，在水中保存时间更长，”博士后研究员江此外，利用凯发k8国际首页登录的胶带剥离技术，凯发k8国际首页登录可以控制光活性层垂直方向的成分分布，从而更好地从太阳能电池中提取电荷。

泰勒说，程序后的压力测试包括对太阳能单元进行10,000次弯曲，以证明该技术的可靠性。这也为有机太阳能电池提供了防水能力，对太阳能潜水手表等产品来说是一个福音。“对比传统太阳能电池板的使用案例，确保有机太阳能板无论下雨还是下雪情况下都可以与屋顶上的传统太阳能板竞争。而凯发k8国际首页登录正在向这个方向努力着”

美国国家科学基金会(National Science Foundation)的一笔拨款和美国国家科学基金会(NSF)授予科学家和工程师的总统早期职业成就奖(Presidential Early Career Award)支持了这项研究。耶鲁大学变革性材料与设备实验室的其他研究人员也参与了这项工作。