RIEKN創(chuàng)發(fā)物性科學(xué)研究中心的研究人員及其合作伙伴創(chuàng)造出了一種柔韌、防水的有機光伏薄膜。這種創(chuàng)新薄膜可以將太陽能電池集成到衣服中，即使在雨水或洗滌循環(huán)中也能保持功能。

有機光伏技術(shù)的潛在用途之一是制造可穿戴式電子設(shè)備，可以貼在衣服上的設(shè)備，例如，可以監(jiān)測醫(yī)療設(shè)備，而無需更換電池。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，要想在不使用額外層的情況下實現(xiàn)防水功能，難度很大，因為額外層會降低薄膜的柔韌性。

光伏技術(shù)的突破

現(xiàn)在，一組科學(xué)家在《自然·通訊》（Nature Communications）上發(fā)表的研究成果恰恰能夠做到這一點。他們面臨的挑戰(zhàn)是克服以往設(shè)備的一個關(guān)鍵局限，即很難在不降低柔韌性的情況下使其防水。光伏薄膜通常由幾層組成。一層是有源層，它從太陽光中捕捉一定波長的能量，并利用這種能量將電子和 "電子空穴 "分離成陰極和陽極。然后，電子和空穴可以通過電路重新連接，產(chǎn)生電能。在以前的設(shè)備中，傳輸電子空穴的層通常是通過分層的方式依次產(chǎn)生的。

但在目前的工作中，研究人員將陽極層（在本例中為銀電極）直接沉積到活性層上，從而在層與層之間形成更好的粘合力。他們采用熱退火工藝，將薄膜暴露在 85 攝氏度的空氣中 24 小時。論文第一作者熊思興說：“形成薄膜層很有挑戰(zhàn)性，但我們很高興完成了這一任務(wù)，最終能夠制作出厚度僅為3微米的薄膜，我們期待看到測試結(jié)果。”

該小組從測試中看到的結(jié)果非常令人鼓舞。首先，他們將薄膜完全浸泡在水中四個小時，發(fā)現(xiàn)它的性能仍有初始性能的 89%。然后，他們將薄膜在水下拉伸 30% 300 次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使受到這樣的懲罰，薄膜仍然保持了 96% 的性能。在最后的測試中，他們將薄膜放入洗衣機中進行循環(huán)洗滌，結(jié)果薄膜經(jīng)受住了考驗，這在以前是從未有過的。

論文通訊作者之一福田健次郎說：“我們所創(chuàng)造的是一種可以廣泛使用的方法。展望未來，通過提高設(shè)備在其他方面的穩(wěn)定性，如暴露在空氣、強光和機械應(yīng)力下，我們計劃進一步開發(fā)我們的超薄有機太陽能電池，使其能夠用于真正實用的可穿戴設(shè)備�！�

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