
韩国研究人员利用廉价的氧化锌,开发出了用于全有机太阳能电池的电极,有望实现光伏能源的大幅升级。
有机太阳能电池(OSCs)具有重量轻、柔性强、转换效率高等优点。但是,大多数OSC电极使用氧化铟锡,这种材料过于昂贵和脆弱,无法用OSC制造柔性的大面积太阳能电池板。
如果氧化铟锡可以被取代,电池不仅可以更便宜地生产,而且在许多国家的情况下,可以在国内生产。即使在像韩国这样的先进国家,氧化铟锡的生产也是不可实现的,所有这些材料都是从国外进口的。
有机太阳能电池具有令人满意的特性和巨大的商业潜力。它们的重量轻,灵活性,延展性,以及最重要的是任何类型的光的高功率转换效率,无论是自然的还是非自然的,直接的还是间接的,使它们成为广泛应用的理想选择。
现在,光州科学技术研究所的Hongkyu Kang博士和Kwanghee Lee教授最近提出了一种使用廉价的氧化锌(非化学防晒霜的活性成分)制造OSCs的新方法,克服了成本和可扩展性的问题,而不包括有机太阳能电池固有的高功率转换效率。
大多数OSCs使用一种称为“自旋涂层”的技术生产,这种技术允许高功率转换,但导致可扩展性差。
该团队使用“刀片涂层”技术绘制了氧化锌纳米颗粒层,这有点像给手机涂上屏幕保护膜;因此,在刀片状工具将液体在材料上平滑之前,一小部分液体通过一个小开口连续沉积。
在超薄的银膜电极上形成均匀的双分子层,OSC保持了它的灵活性和从阳光中转换的高能量。
Kang博士表示:“具有(锌)双分子层的超薄银膜电极具有ITO的柔韧性、润湿性和高表面能,但不脆,也不昂贵。”“这使得使用氧化锌制造有机太阳能电池和开发大面积太阳能电池技术的打印技术变得更容易。”
以这种方式制造的OSCs在0.5平方英尺的模块面积上显示了7.67%的效率,与之前的研究相比,这使其成为最有效的大面积OSC。
另一个优势是,锌是金、银和铜等许多单独采矿作业的副产品,因此现有的供应链可供未来的盐c生产商使用。
Kang和Lee的研究是产学研合作的一部分,他们将其转移给了MSWAY有限公司,这是一家总部位于韩国的电子公司,由于氧化铟锡的国内生产并不存在,该公司完全依赖外国进口。
通过这项新技术,两家公司预计将与建筑和设备公司建立osc商业化的价值链。
李教授说:“我们的方法为这些OSCs的商业用途打开了大门,例如将它们集成到建筑墙壁和窗户中,以实现自我维持的建筑。”



