新型的超薄有机太阳能电池，既高效又经久耐用

（文章来源：环球创新智慧）

据日本理化学研究所官网近日报道，该研究所研究人员与国际伙伴们合作，成功创造出一款既高效又耐用的超薄有机太阳能电池。

有机太阳能电池不仅更环保，而且生产成本低，非常有望取代硅基传统薄膜。超薄的柔性太阳能电池特别引人注目，因为它们单位重量可提供的功率大，且适合各种应用，例如为可穿戴电子设备供电，作为软体机器人中的传感器与致动器。

然而，超薄的有机薄膜的效率相对较低，一般只有10%到12%的能量转化率，明显低于硅电池的能量转换效率（可高达17%）。此外，在太阳光、热和氧气的影响下，超薄膜的性能也会迅速退化。因此，研究人员们正在尝试创造“既节能又耐用”的超薄膜，然而二者往往难以权衡。

近日，日本理化学研究所创新研究集群与日本理化学研究所新兴物质科学中心的科学家们与东京大学、加州大学圣巴巴拉分校以及莫纳什大学的国际伙伴们展开合作，成功创造出一款既高效又耐用的超薄有机太阳能电池。相关论文发表在《美国科学院院报（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）》期刊上。

他们采用了一种简单的后退火工艺，创造出了一款柔性的有机电池。在大气条件下超过三千小时，这款电池的性能退化低于5%，而且能量转化率（太阳能电池性能的关键指标）达13%。

课题组从由日本东丽工业公司开发的一种用于施体层的半导体聚合物开始，并且试验了一种新想法，即采用非富勒烯受体增加热稳定性。除此之外，他们试验了一种简单的后退火工艺，在90摄氏度的初始退火之后，将材料加热至150摄氏度。这个步骤在层与层之间创造出了稳定的界面，对于提高器件稳定性来说非常关键。

论文作者之一 Kenjiro Fukuda 表示：“通过将新的发电层与简单的后退火处理结合起来，我们在超薄有机太阳能电池中既实现了高能量转换效率，又实现了长期的存储稳定性。我们的研究显示，超薄的有机太阳能电池可用于以一种稳定的方式长期提供高功率，并且甚至可在高温高湿的苛刻条件下使用。我非常希望，这项研究将有助于开发长期稳定的电源装置，用于可穿戴电子设备，例如附着在衣服上传感器。”
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