日本科學家開發出制備OPV電池及其層間緩層的新技術

隨著近年來環境和能源問題日益嚴重，光伏（PV）電池作為一種新能源而受到關注。然而，由于硅PV電池的成本依然很高，因此降低PV電池的成本非常緊要。另一方面，使用有機化合物的有機光伏（OPV）電池具有幾個優勢：重量輕、靈活、復雜，并且加工成本低。由于這些原由，它們被認為是下一代光伏電池。

至于OPV電池的發展，除了吸收光的有機半導體外，（1）OPV電池的緩沖層材料（緩沖層或OPV中間層，其有效地分離由光能萌生的電子和空穴并將電子和空穴傳輸到每個電極）和（2）OPV器件的設計也正積極地研究。在這些情況下，最受關注的技術之一是旋涂技術，即使用溶液萌生鋅相關氧化物（ZnOx，ZnOHx）超薄膜（陶瓷膜）。

科學家們正在積極研究使用ZnO薄膜作為緩沖層的OPV電池。因為在傳統的ZnO薄膜加工工藝中，需要通過高溫加熱或替代能量輻照的燒結工藝。

來自大阪大學(OsakaUniversity)和金澤大學(KanazawaUniversity)的聯合研究小組共同開發了一種涂覆鋅氧化物（ZnOx，ZnOHx）的技術，即在環境溫度和壓力下使用金屬有機分析（MOD）辦法在溶液工藝中沉積薄膜，無需加熱解決。他們還證明，通過該技術加工的薄膜可用作OPV電池的緩沖層，并且該薄膜實現了與通過涉及燒結的常規辦法加工的ZnO薄膜相當的功率轉換效率（PCE）。他們的研究成果發表在“ScientificReports”上。

文章作者之一TohruSugahara說“我們通過不加熱的混合溶液涂覆辦法成功地形成了納米級氧化物超薄膜。”

這種超薄膜的厚度可以控制在5-100納米的范圍內。研究人員利用這種薄膜制造技術制備出了OPV電池，在使用約20nm的超薄膜下實現了最高的PCE。這種技術不需要在ZnO薄膜的形成過程中加熱，將能夠大大降低加工工藝和成本。

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