Breve descripción del progreso realizado en células solares orgánicas flexibles en Ningbo Materials

Las células solares orgánicas tienen las ventajas de luz, flexibilidad, bajo costo y respuesta a la luz débil. Son la principal dirección de investigación de la tecnología actual de células solares. Las células solares orgánicas flexibles de alta eficiencia, resistentes a la flexión y baratas tienen un gran potencial de aplicación en equipos electrónicos portátiles y portátiles flexibles, integración de edificios fotovoltaicos y militares. En la actualidad, la mayoría de los resultados de la investigación de las células solares orgánicas se basan en sustratos de vidrio rígidos de óxido de estaño (ITO). Sin embargo, si las células solares orgánicas se van a comercializar, su verdadera ventaja es que se fabrican con tecnología de impresión en húmedo y rollo a rollo de bajo costo. En las células solares orgánicas, el material de electrodo más utilizado es el óxido de estaño dopado con indio (ITO). Sin embargo, ITO tiene problemas como mala conductividad y fragilidad mecánica en sustratos de plástico, y ITO generalmente se procesa mediante pulverización catódica al vacío a altas temperaturas, lo que lo hace costoso y no propicia el uso de impresión y desplazamiento de áreas grandes. Preparar. Ha habido algunos informes del uso de nuevos materiales de electrodos en lugar de los ITO tradicionales, como líneas de nano plata, grafeno, nanotubos de carbono, polímeros conductores, etc., en los que (3,4-etilendioxitiofeno): polietileno (ácido fenilvinilsulfónico) (PEDOT: PSS) Las películas delgadas son relativamente económicas y las películas delgadas exhiben altas propiedades ópticas y eléctricas, excelente estabilidad térmica y buena flexibilidad. Esperar. El uso de dopaje ácido PEDOT: PSS puede aumentar en gran medida su conductividad, pero la mayoría de los informes actuales utilizan ácidos fuertes como ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc. para el dopaje, seguidos de un postratamiento a alta temperatura, PET fácil de dañar y otro sustrato de plástico flexible.

Recientemente, Geziyi, investigador del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo de la Academia de Ciencias de China, basado en la investigación previa de células solares orgánicas de alta eficiencia (NaturePhonics, 2015, 9,520; AdvancedMaterials, 2018, 30, 1703005; Macromolecules, 2018, DOI: 10.1021 / acs.macromol .8b00683; JournalofMateriales ChemistryA, 2018, 6,464), hizo nuevos avances en el campo de las células solares orgánicas flexibles, innovando el desarrollo de tratamiento ácido a baja temperatura PEDOT: el reemplazo del electrodo PS requiere alta temperatura electrodos ITO caros y de pulverización catódica. La película fina PEDOT: PSS se mejora mediante el tratamiento con ácido sulfónico a baja temperatura y se reduce la rugosidad de la película fina. Al mismo tiempo, se evita la destrucción del sustrato plástico flexible por el tratamiento tradicional con ácido fuerte. Luego, utilizando tecnología de procesamiento de solución completa, se utilizaron capas activas sin fullereno de PBDB-T e IT-M para preparar células solares orgánicas flexibles de nudo único sin ITO mediante el método húmedo, y la eficiencia de conversión de energía de las baterías alcanzó el 10,12%. Esta es la eficiencia más alta de las células solares orgánicas flexibles procesadas por todos los métodos húmedos reportados hasta ahora. Además, este tipo de células solares orgánicas flexibles procesadas en solución completa cumplen con los requisitos técnicos de los procesos de preparación de grandes áreas, como la impresión con desplazamiento y el raspado, y proporcionan una ruta de referencia importante para el bajo costo y la flexibilidad de las células solares orgánicas. El trabajo fue publicado en International Journal Advanced Materials con el título AllSolence-ProcessedMetalOxide-Free FlexleOrganic SolarCellswith OverOver10% Advanced Materials. Gezi, miembro del equipo de Fanxi, es el coautor del artículo y Songwei, un estudiante de maestría, es el primer autor.

La investigación anterior ha recibido programas nacionales de I + D clave (2017 YFE0106000 y 2016 YFB 0401000) y la Fundación Nacional de Ciencias Naturales (51773212, 21574144 y 21674123), Proyecto de investigación clave de ciencia avanzada de la Academia de Ciencias de China (QYZDB-SSW-SYS030), clave Proyecto de cooperación internacional de la Academia de Ciencias de China (174433KYSB2016 0065), Equipo de innovación cruzada de la Academia de Ciencias de China, Fondo excepcional para la juventud de la provincia de Zhejiang (LR16B 04002) y Equipo de innovación científica y tecnológica de la ciudad de Ningbo (2015B11002, 0210002) 2016 B10005 ) y otros fondos.

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