中科院宁波材料所葛子义团队：全湿法加工的柔性有机太阳能电池
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中科院宁波材料所葛子义研究员团队在柔性有机太阳能电池领域取得了重要进展，开发了低温酸处理聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）电极替代需要高温溅射且昂贵的氧化锡（ITO）电极。通过低温甲磺酸处理来提高PEDOT:PSS薄膜的导电性并降低薄膜的粗糙度，同时避免传统的强酸处理对柔性塑料衬底的破坏。进而利用全溶液加工技术，采用PBDB-T和IT-M非富勒烯活性层，制备了全湿法加工非ITO的单结柔性有机太阳能电池，电池的能量转换效率达到10.12%，这是迄今报道的全湿法加工的柔性无ITO有机太阳能电池的最高效率。而且这类湿法加工的柔性有机太阳能电池非常符合卷对卷印刷和刮涂等大面积制备工艺的技术要求，为有机太阳能电池低成本柔性化制备提供了重要的参考途径。
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有机太阳能电池具有质轻、柔性、成本低、弱光响应等优点，是当前太阳能电池技术的前沿热点研究方向。高效率﹑耐弯折和廉价的柔性有机太阳能电池在柔性可穿戴和便携式电子设备、光伏建筑一体化、军事等领域具有很强的应用潜力。目前，大多数有机太阳能电池的研究结果都是基于刚性的ITO玻璃基板。但有机太阳能电池如果要实现商业化应用，其真正的优势是采用低成本的湿法印刷和卷对卷大面积工艺制造。在有机太阳能电池中，最常用的电极材料是铟掺杂的ITO。
然而，ITO在塑料基板上存在导电性差和机械脆性等问题，而且ITO通常在高温下通过真空溅射进行加工，这使其价格昂贵，并且不利于采用大面积印刷和卷对卷来制备。已经有一些报道采用新的电极材料来代替传统ITO，如纳米银线、石墨烯、碳纳米管、导电聚合物等，其中PEDOT:PSS薄膜的成本相对较低，并且该薄膜表现出高的光学和电学性能，优异的热稳定性，良好的柔韧性等。利用酸掺杂PEDOT:PSS可以大幅提高其导电率，但目前报道的大多数采用强酸如硫酸、硝酸等进行掺杂，再进行高温后处理，容易损伤PET等柔性塑料基板。
图1 （a）全湿法柔性有机太阳能电池的结构，（b）光伏特性曲线，（c）文献中柔性OPV的效率对比，（d）连续弯曲测试。
该项工作以All Solution-Processed Metal Oxide-Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10% Efficiency为题于2018年5月16日发表在Advanced Materials [30(26), 2018] 上。葛子义研究员和团队成员樊细副研究员为该论文的共同通讯作者，硕士生宋伟为第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究计划等基金资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800075
葛子义研究团队介绍：
http://people.ucas.ac.cn/~gezy
关于鼎信优威：
鼎信优威专注于弱光探测领域，涵盖从光源到探测的整个系统。主要产品有美国PI科学级CCD相机与单色仪，瑞典COBOLT的DPSS激光器，美国SEMROCK 的荧光与RAMAN滤光片，德国BECKER-HICKL 的TCSPC 单光子探测系统，瑞士苏黎世仪器的LOCK-IN 放大器。
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