排列5我 科学家研获高性能柔性有机太阳能电池
2019-11-08 13:37:54 来源: 光明日报
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       经过多年的努力,南开排列5大学 化学学院陈永胜教授带领科研团队日前成功制备了同时具有高导电、高透光且低表面粗糙度的银纳米线柔性透明电极,将其用于构筑柔性有机太阳能电池,与使用商业氧化铟锡(ITO)玻璃电极的器件性能相当,光电转化效率可达16.5%,刷新了文献报道的柔性有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高纪录。这一成果使得高效柔性有机太阳能电池距离实现产业化更近一步。11月4日,国际顶级学术期刊《自然·电子》刊发了他们在这项研究中获得的突破性进展。

      柔性电子器件,特别是基于有机材料的光电器件,是未来电子器件发展的一大趋势,具有巨大的应用前景。“其中,获得高性能的柔性透明电极是实现高效柔性有机光电器件的前提,也是目前该领域的核心难题。但是,如何获得同时具有高导电、高透光、低表面粗糙度以及制备排列5方法 简单、绿色的柔性透明电极依然是巨大的挑战。”陈永胜说。

      由于缺乏上述高性能的柔性透明电极,目前柔性有机光电器件的性能仍大幅度落后于相应的刚性器件。柔性透明电极通常采用干法(如蒸镀)或溶液处理(如狭缝印刷、纳米压印或电纺丝等)工艺制备。相比于干法制备,溶液处理排列5方法 制备柔性电极具有成本低,可大规模“卷对卷”印刷制备等优点,发展潜力巨大。

      在逾渗阈值理论指导下,陈永胜团队利用高分子电解质,根据离子静电相互排斥原理,一步法制备了具有“类网格”结构的银纳米线柔性透明电极。该柔性透明电极实现了优异的性能,表面粗糙度低,且具有优良的机械性能和热稳定性以及制备排列5方法 简单、绿色。

      为证明其在有机光电器件中的实用性,陈永胜团队制备了基于该柔性透明电极的柔性有机太阳能电池。研究表明,该电极可适用于不同类型活性材料以及单结及叠层光伏器件。制备的柔性光伏器件与使用商业ITO玻璃电极的器件性能相当。单结和叠层柔性有机太阳能电池分别实现了13.1%和16.5%的光电转化效率,并表现出优异的机械性能,连续弯曲1000次,器件仍能保持初始效率的95%以上。

      “除了应用于有机太阳能电池,这一低成本高性能柔性透明电极在其他柔性电子如有机发光二极管、晶体管、传感器等领域也将有极大的应用潜力。”陈永胜说。

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【纠错】 责任编辑: 李浩
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