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我的科学家开发了高性能的柔性有机太阳能电池
2020-04-08 20:05:23

经过多年的努力,南开大学化学学院陈永生教授带领科研团队成功地制备了高电导率、高透光率、低表面粗糙度的银纳米线柔性透明电极。柔性有机太阳电池用于构建柔性有机太阳电池,其性能与工业用氧化铟锡(ITO)玻璃电极的器件性能相似,光电转换效率可达16。5%更新了文献报道的柔性有机/聚合物太阳电池光电转换效率的记录。这一结果使高效柔性有机太阳能电池更接近工业化。11月1日4、国际最高学术期刊自然电子发表了他们的研究成果。

柔性电子器件,特别是基于有机材料的光电子器件,是未来电子器件发展的主要趋势,具有广阔的应用前景。其中,获得高性能柔性透明电极是实现高效率柔性有机光电器件的前提,也是目前该领域的核心问题。然而,如何获得导电性高、透光率高、表面粗糙度低、制备方法简单的柔性透明电极仍然是一个很大的挑战。陈永生说。

由于缺乏高性能的柔性透明电极,柔性有机光电器件的性能仍远远落后于相应的刚性器件。柔性透明电极通常通过干法(如蒸发)或溶液处理(如狭缝印刷、纳米印迹或静电纺丝等)制备。)。与干法制备相比,溶液处理法制备柔性电极具有成本低、打印规模大等优点,具有很大的发展潜力。

在渗流阈值理论的指导下,陈永生的研究小组根据聚合物电解质离子静电排斥原理,采用一步法制备了具有网格状结构的银纳米线柔性透明电极,该电极性能优良,表面粗糙度低,力学性能和热稳定性好,制备方法简单,绿色环保。

为了证明其在有机光电器件中的实用性,陈永生团队在柔性透明电极的基础上研制了柔性有机太阳能电池。结果表明,该电极可应用于不同类型的活性材料和单结、叠层光伏器件。所制备的柔性光伏器件的性能与工业ITO玻璃电极相似。单结和叠层柔性有机太阳电池达到13。1%和16%光电转换效率分别为5%,表现出优异的力学性能。连续1000次弯曲,装置仍能保持95%以上的初始效率。

除了在有机太阳能电池中使用外,这种低成本、高性能的柔性透明电极在有机发光二极管、晶体管、传感器等其它柔性电子中也有很大的应用潜力。陈永生说。(记者陈建强、柳溪)