通过“自助涂层”技术 让有机太阳能电池寿命延长24倍
GIST研究团队，实现工艺简化效果
一种只需喷洒在有机太阳能电池表面，就能自发形成涂层，使电池寿命最多延长至原来的24倍，同时实现工艺简化效果的技术已经被开发出来。
光州科学技术院（GIST）30日表示，由次世代能源研究所的博士Kang Honggyu、所长Lee Gwanghee与英国帝国理工学院伦敦校区联合研究团队合作，利用能够自发形成超薄层的材料，成功简化了有机太阳能电池的涂覆工艺，并在此基础上实现了高效率和长寿命。
此次研究成果已于上月25日发表于材料科学领域国际学术期刊《Advanced Science》。
与利用硅材料的无机太阳能电池相比，有机太阳能电池不仅成本更低，而且具有轻薄、柔性、透明等优点。
尤其是可以以薄膜形式贴附在建筑物和汽车车窗、玻璃温室等多种基材上，因而在各类产业中的应用前景广泛，相关研究持续推进。
其中，在反结构有机太阳能电池中被广泛使用的氧化锌，虽然具有高透光率和优异的电荷传输能力，但在吸收紫外线时会引发光催化现象，分解负责发电的光活性层。在这种情况下，光吸收能力下降，发电效率大幅降低。为此，人们多次尝试在氧化锌之上覆盖钝化保护层（passivation layer），但由于涂覆工艺复杂，导致制造成本上升。
研究团队将单分子物质“富勒烯基自组装材料（C60-SAM）”涂覆在氧化锌上，使其自发形成保护层，从而不仅提高了氧化锌的稳定性，改善了电池效率和寿命，还成功简化了涂覆工艺。C60-SAM与氧化锌接触时会在其表面形成一层薄膜，研究团队正是利用了这一特性。他们将C60-SAM与光活性材料混合后进行涂覆，通过其与氧化锌的反应，使其自发形成保护层。C60-SAM的羧酸端基与氧化锌表面的羟基之间发生缩合反应，从而在两者之间稳定形成保护层。
尤其值得一提的是，有机太阳能电池效率下降10%所需的时间，从原先的20多分钟延长到8小时，寿命约提升了24倍。
Kang博士表示：“本研究的意义在于，利用自组装层形成保护膜这一新方法，解决了反结构有机太阳能电池中电子传输层与光活性层之间出现的稳定性问题。对于有机太阳能电池而言，即便仅减少一道涂覆工序，也能大幅提升量产性，因此本技术将对其商业化起到重要推动作用。”
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