瑞典改良有机太阳能印刷制程 以活性聚合物减少电池缺陷

有机太阳能电池具有柔软与低成本优势，更能使用低价材料和简易印刷技术制造出有机太阳能电池，因此该电池在太阳光电应用潜力相当高，而近期瑞典林雪坪大学（LiU）开发新型印刷制程，进一步降低电池成本，并减少有机太阳能性能缺陷。

LiU 生物分子与有机电子教授 Olle Ingan?s 表示，有机太阳能电池可以制造成半透明、柔软、可挠式样式，甚至可添入不同颜色，而且制造成本相当低廉。基于这些特性，有机太阳能电池可用在任何地方，而该团队为提升性能，改良电池印刷过程。

（Source：LiU）

研究首先显示在阴阳电极添入电导聚合物 PEDOT:PSS 的有机太阳能电池，电池上的细纹为阴极型（cathode-type）与阳极型材料，吸收光并产生电子的活性层（active layer）则位于两极之间。

研究指出，当电极与活性层两者相互覆叠成薄膜时，原有的缺陷在印刷过程中会被另一层缺陷侵蚀（attack），导致瑕疵越来越严重，最终造成电池内部短路。虽然电流就可解决大部分问题，但 Olle Ingan?s 表示必须排除每个缺陷，不过这不仅耗时，且很难修捕所有电池，这也意味着电池模组会有一定故障率。

如今研究团队已成功找出新方法解决问题，研究员用活性聚合物（active polymer）材料替代黏着胶（glue），因此在印刷过程中，电极与活性层叠加前会被聚合物材料包覆，且由于只印刷两层，缺陷数量较少，在积层（lamination）过程中两层缺陷相对的可能性不大。

Olle Ingan?s表示，团队也发现使用新制程将两层叠压在一起时，会形成一个灵活且稳固的电池模组，且光电流（photocurrent）也提升近 45%。

研究也指出湿度会影响电池效率，由于电子会被材料中的缺陷（traps）捕获，电子将难以抵达电极，于是研究透过制造该阳极和阴极薄膜，将薄膜与活性聚合物隔离于空气，成功解决这项挑战。Olle Ingan?s 表示，“我们也同时证明，这种积层方式适用于各种不同聚合物组合，且能源效率也与传统制造方法一样高。”，论文已发布在科学杂志《npj Flexible Electronics》。

（本文由 EnergyTrend授权转载；首图来源：pixabay）

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