科學(xué)家研制出一種可以彎曲并浸泡在水中的太陽(yáng)能電池
有機(jī)光伏技術(shù)的潛在用途之一是制造可穿戴電子設(shè)備--例如，可以貼在衣服上監(jiān)測(cè)醫(yī)療設(shè)備的設(shè)備，而無(wú)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(shí)現(xiàn)防水功能，難度很大，因?yàn)檫@最終會(huì)降低薄膜的柔韌性。理化學(xué)研究所新興物質(zhì)科學(xué)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(jī)光伏薄膜。這種創(chuàng)新薄膜可以將太陽(yáng)能電池集成到衣服中，即使在雨淋或水洗后也能保持功能。
現(xiàn)在，一組科學(xué)家在《自然-通訊》（Nature Communications）上發(fā)表的研究成果恰恰做到了這一點(diǎn)。他們面臨的挑戰(zhàn)是克服以往設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵局限，即很難在不降低靈活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(yáng)光中捕捉一定波長(zhǎng)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(yáng)極。然后，電子和空穴可以通過(guò)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(guò)分層的方式依次形成的。
不過(guò)，在目前的工作中，研究人員將陽(yáng)極層（在本例中為銀電極）直接沉積在活性層上，從而在各層之間形成更好的附著力。他們采用了熱退火工藝，將薄膜暴露在攝氏85 度的空氣中 24 小時(shí)。論文的第一作者熊思興說(shuō)："形成這一層很有挑戰(zhàn)性，但我們很高興能完成這一任務(wù)，最終能制作出厚度僅為3微米的薄膜，我們期待看到測(cè)試結(jié)果。"
測(cè)試結(jié)果令人鼓舞。首先，他們將薄膜完全浸泡在水中四個(gè)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)它仍然保持了最初性能的 89%。然后，他們將薄膜在水下拉伸30%多達(dá)300次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使受到這樣的耐力測(cè)試，薄膜仍然保持了 96% 的性能。在最后的測(cè)試中，他們將薄膜放入洗衣機(jī)中進(jìn)行循環(huán)洗滌，結(jié)果薄膜經(jīng)受住了考驗(yàn)，這在以前是從未有過(guò)的。
論文通訊作者之一 Kenjiro Fukuda 說(shuō)："我們所創(chuàng)造的是一種可以更廣泛使用的方法。展望未來(lái)，通過(guò)提高設(shè)備在其他方面的穩(wěn)定性，如暴露于空氣、強(qiáng)光和機(jī)械應(yīng)力，我們計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)我們的超薄有機(jī)太陽(yáng)能電池，使其能夠用于真正實(shí)用的可穿戴設(shè)備。"
作者： 來(lái)源：ScitechDaily 責(zé)任編輯：jianping
現(xiàn)在，一組科學(xué)家在《自然-通訊》（Nature Communications）上發(fā)表的研究成果恰恰做到了這一點(diǎn)。他們面臨的挑戰(zhàn)是克服以往設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵局限，即很難在不降低靈活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(yáng)光中捕捉一定波長(zhǎng)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(yáng)極。然后，電子和空穴可以通過(guò)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(guò)分層的方式依次形成的。
不過(guò)，在目前的工作中，研究人員將陽(yáng)極層（在本例中為銀電極）直接沉積在活性層上，從而在各層之間形成更好的附著力。他們采用了熱退火工藝，將薄膜暴露在攝氏85 度的空氣中 24 小時(shí)。論文的第一作者熊思興說(shuō)："形成這一層很有挑戰(zhàn)性，但我們很高興能完成這一任務(wù)，最終能制作出厚度僅為3微米的薄膜，我們期待看到測(cè)試結(jié)果。"
測(cè)試結(jié)果令人鼓舞。首先，他們將薄膜完全浸泡在水中四個(gè)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)它仍然保持了最初性能的 89%。然后，他們將薄膜在水下拉伸30%多達(dá)300次，結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使受到這樣的耐力測(cè)試，薄膜仍然保持了 96% 的性能。在最后的測(cè)試中，他們將薄膜放入洗衣機(jī)中進(jìn)行循環(huán)洗滌，結(jié)果薄膜經(jīng)受住了考驗(yàn)，這在以前是從未有過(guò)的。
論文通訊作者之一 Kenjiro Fukuda 說(shuō)："我們所創(chuàng)造的是一種可以更廣泛使用的方法。展望未來(lái)，通過(guò)提高設(shè)備在其他方面的穩(wěn)定性，如暴露于空氣、強(qiáng)光和機(jī)械應(yīng)力，我們計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)我們的超薄有機(jī)太陽(yáng)能電池，使其能夠用于真正實(shí)用的可穿戴設(shè)備。"
作者： 來(lái)源：ScitechDaily 責(zé)任編輯：jianping
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