內在可拉伸有機光伏電池因其結構設計靈活性、全向可拉伸性和平面內可變形性而成為下一代可穿戴發電機的首選。然而,制定制造內在可拉伸有機光伏電池的策略以使其在重復應變循環和高拉伸應變下表現出機械強度仍然具有挑戰性。
近日,東京大學Takao Someya,日本理化學研究所Kenjiro Fukuda展示了高性能本質可拉伸有機光伏電池,其初始功率轉換效率為 14.2%,具有出色的拉伸性(在 52% 拉伸應變下保持 80% 的初始功率轉換效率)和循環機械耐久性(在 10% 的應變循環后 100 次保留 95% 的初始功率轉換效率)。
文章要點
1)拉伸性主要通過將活性層中的應變離域并重新分配到高度可拉伸的 PEDOT:PSS 電極來實現,該電極是通過直接加入 ION E 開發的,這同時增強了 PEDOT:PSS 本身的拉伸性,并增強了與聚氨酯基底的界面粘附性。
2)這兩項增強都是確保 PEDOT:PSS 電極具有優異機械耐久性的關鍵因素,進一步有效地延緩了頂部活性層中裂紋的產生和擴展,并使得在高拉伸應變和重復應變循環下的性能下降有限。
參考文獻
Wang, J., Ochiai, Y., Wu, N. et al. Intrinsically stretchable organic photovoltaics by redistributing strain to PEDOT:PSS with enhanced stretchability and interfacial adhesion. Nat Commun 15, 4902 (2024).
DOI:10.1038/s41467-024-49352-4
https://doi.org/10.1038/s41467-024-49352-4