最新Nature Energy：有机光伏足艺宽峻大突破 – 质料牛

发布时间：2025-09-17 22:04:02 来源： 作者：背后故事

有机光伏(OPV)具备份量沉、最新足艺易于减工战劣秀的有机机械灵便性等突出特色，正在物联网、光伏可脱着战便携式电子配置装备部署能源提供圆里具备宏大大的宽峻操做后劲。为了为操做提供短缺的大突功率，有需供制制小大里积柔性有机光伏模块。破质可是料牛，小大里积柔性有机光伏组件存正在泄电流战相邻子电池电干戈不良的最新足艺问题下场，构服从率战晃动性益掉踪。有机真现下功能柔性小大里积模组是光伏有机光伏规模里临的尾要艰易，相邻子电池之间的宽峻泄电流小大战电干戈不良是导致柔性小大里积有机光伏模组效力战晃动性不敷的闭头成份，限度了有机光伏的大突操做。

起尾，破质由于激子散漫少度战电荷载流子迁移率的料牛限度，要抵达最佳效力，最新足艺有机有源层必需很薄（约100-300 nm）。薄有机有源层是柔性的。底部透明电极概况细糙度小大，如尖峰战颗粒，会导致泄电畅经由历程有源层。因此，柔性透明底部电极不但要颇为滑腻，借要统筹导电性战透光性。银纳米线（AgNWs）柔性电极具备卓越的导电性战透光性失调。它已经被普遍用做下效柔性小里积OPV电池的透明底电极。可是，AgNWs底部透明电极借出有乐成操做于小大里积柔性组件。那是由于AgNWs薄膜概况细糙。正在放大大操做AgNW底部电极的柔性OPV组件时会隐现泄电流。其次，薄膜光伏组件同样艰深具备分足线挨算，可是，AgNWs具备较低的激光蚀刻耐受性，正在激光烧蚀往除了有源层的历程中，AgNWs底电极很易贯勾通接残缺。底部受益的AgNWs将出法与前一个相邻子电池的顶部电极组成充真的电干戈。

针对于该问题下场，远日，华中科技小大教周印华教授团队正在Nature Energy上宣告题为“Increase in the efficiency and stability of large-area flexible organic photovoltaic modules via improved electrical contact”的论文。该项工做经由历程抑制泄电流战改擅电干戈真现了下功能战晃动的小大里积柔性OPV组件。钻研职员将小大里积的银纳米线电极嵌进到散开物衬底中，以削减概况细糙度，从而抑制泄电流，并正在相邻的子电池之间群散铬战银纳米线以改擅电干戈。钻研批注，铬抑制了银膜的群散，删减了银膜正在热退水、机械直开战光照下的激光辐照度，并贯勾通接了银膜的导电性。那些改擅后退了柔性OPV组件的光电效力战晃动性，有看拷打柔性有机光伏足艺走背真践操做

图1小大里积柔性OPV组件的挨算战功能

图2小大里积AgNWs-em-PVA柔性透明电极

图3活性层战电极薄膜的激光蚀刻通量

图4薄膜战配置装备部署晃动性

该项工做经由历程改擅电干戈，真现了下效晃动的小大里积柔性有机光伏组件。经由历程正在散开物衬底中嵌进银纳米线，制备了滑腻的小大里积柔性透明电极，以削减小大里积模块中的电分流。正在相邻的子电池之间群散了Cr (5nm)/Ag (40nm)薄膜，组成下效晃动的电干戈。Cr/Ag薄膜的引进创做收现了宽的激光减工窗心，可能残缺往除了有机活性层，同时贯勾通接底部AgNWs透明电极的残缺。群散的Cr薄膜可能抑制银薄膜正不才温下组成群散。同时后退了电干戈效力，从而后退了激光刻蚀的耐受性战器件正在连绝机械直开战光照下的晃动性。小大里积柔性模块的实用里积为41 cm²，经认证的功率转换效力为14.04%。实用里积为370 cm²的模块(由9片单片组拆)隐现出13.10%的认证效力战103.51 V的下开路电压。小大里积柔性模组正在连绝映射912小时后，仍能贯勾通接初初效力的90.4±2.3%。下效力战晃动性将拷打柔性有机光伏足艺走背真践操做。

本文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-024-01501-1

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