不再害怕風吹雨淋   有機防水太陽能薄膜延長使用壽命

編譯/高晟鈞

太陽能電池,顧名思義一定得有陽光才能發揮設備的功能,而陽光足夠強的地方一般都在戶外,因此經歷風吹雨淋後的穩定性、持續性與壽命,可說是影響太陽能電池潛力與功能的最重要因素。

研究人員開發了一種有機防水太陽能薄膜,能延長設備使用壽命。圖取自TechXplore

對此,日本理化學研究所的研究人員開發了一種超柔韌的有機太陽能防水薄膜,可以安裝在衣服上,在經歷雨淋和洗滌後依舊維持正常的功能,有望進一步改善光伏領域的穩定性。

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有機光伏薄膜

有機光伏由於製造成本低、材料質地輕、加工性能優異與高吸光係數等特性,被視為極具潛力的光伏材料之一。有機光伏的潛在用途之一是製造從日常生活到醫療領域的穿戴式電子設備,尤其是其不需要更換電池的屬性,大大增加了方便性。

可惜的是,在不使用額外添加層的情況下,有機光伏在實現防水方面相當具有挑戰性,額外添加層則會降低薄膜的柔韌性。

光伏薄膜通常具有多層結構,包括一種可以從太陽光中捕捉特定波長能量的活性物質。這種活性物質可將電子與電洞分離制陰陽兩極,兩者隨後能透過電路重新結合,從而發電。

在先前的裝置中,傳輸電洞的材料層通常透過分層順序建立,而研究團隊則改變了此做法。研究人員會將陽極層(本案中為銀電極)直接沉積至活性層上,從而在各層之間產生更好的黏附力。隨後研究人員用熱退火工藝,將薄膜在85°C的空氣中暴露24小時,最終得到了厚度僅3微米的有機防水薄膜。

實測結果

經測試,薄膜在浸入水中的四個小時後,依舊保有初始性能的89%,之後薄膜在水下拉長30%、來回300次,仍保留了96%的性能。最後的測試是放入洗衣機循環中進行測試,結果也經受住了考驗,這是以前從未實現過的。

論文通訊作者福田健二郎表示,這是一種以普及化為概念的方法,希望未來增加該設備在其他方面的穩定性,包括:氧化、強光和機械應力等等。

資料來源:TechXplore

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