瑞典改良有機太陽能印刷製程，以活性聚合物減少電池缺陷

有機太陽能電池具有柔軟與低成本優勢，更能使用低價材料和簡易印刷技術製造出有機太陽能電池，因此該電池在太陽光電應用潛力相當高，而近期瑞典林雪坪大學（LiU）開發新型印刷製程，進一步降低電池成本，並減少有機太陽能性能缺陷。

LiU 生物分子與有機電子教授 Olle Ingan?s 表示，有機太陽能電池可以製造成半透明、柔軟、可撓式樣式，甚至可添入不同顏色，而且製造成本相當低廉。基於這些特性，有機太陽能電池可用在任何地方，而該團隊為提升性能，改良電池印刷過程。

（Source：LiU）

研究首先顯示在陰陽電極添入電導聚合物 PEDOT:PSS 的有機太陽能電池，電池上的細紋為陰極型（cathode-type）與陽極型材料，吸收光併產生電子的活性層（active layer）則位於兩極之間。

研究指出，當電極與活性層兩者相互覆疊成薄膜時，原有的缺陷在印刷過程中會被另一層缺陷侵蝕（attack），導致瑕疵越來越嚴重，最終造成電池內部短路。雖然電流就可解決大部分問題，但 Olle Ingan?s 表示必須排除每個缺陷，不過這不僅耗時，且很難修捕所有電池，這也意味著電池模組會有一定故障率。

如今研究團隊已成功找出新方法解決問題，研究員用活性聚合物（active polymer）材料替代黏著膠（glue），因此在印刷過程中，電極與活性層疊加前會被聚合物材料包覆，且由於只印刷兩層，缺陷數量較少，在積層（lamination）過程中兩層缺陷相對的可能性不大。

Olle Ingan?s表示，團隊也發現使用新製程將兩層疊壓在一起時，會形成一個靈活且穩固的電池模組，且光電流（photocurrent）也提升近 45%。

研究也指出濕度會影響電池效率，由於電子會被材料中的缺陷（traps）捕獲，電子將難以抵達電極，於是研究透過製造該陽極和陰極薄膜，將薄膜與活性聚合物隔離於空氣，成功解決這項挑戰。Olle Ingan?s 表示，「我們也同時證明，這種積層方式適用於各種不同聚合物組合，且能源效率也與傳統製造方法一樣高。」，論文已發布在科學雜誌《npj Flexible Electronics》。

（本文由 EnergyTrend授權轉載；首圖來源：pixabay）

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