可以弯曲并浸泡在水中的太阳能电池

RIKEN紧急物质科学中心（RIKEN Center for Emergent Matter Science）的研究人员和合作者开发了一种既防水又柔韧的有机光伏薄膜，可以将太阳能电池放在衣服上，并且在被雨水甚至清洗后仍能正常工作。

有机光伏的潜在用途之一是制造可穿戴电子设备--可以连接到可以监控医疗设备的衣服上，就不需要更换电池。然而，研究人员发现，在不使用额外层的情况下实现防水具有挑战性，最终会降低薄膜的柔韧性。

现在，在发表在《Nature Communications》上的研究中，一组科学家已经能够做到这一点。他们接受了克服以前器件的一个关键限制的挑战，即在不降低灵活性的情况下很难使它们防水。光伏薄膜通常由几层组成，有一层是活性层，它从太阳光中捕获一定波长的能量，并利用这种能量将电子和“电子空穴”分离到阴极和阳极中。然后，电子和空穴可以通过电路重新连接，从而产生电流。

在以前的器件中，传输电子空穴的层通常是通过分层按顺序制备。然而，对于目前的工作，研究人员将阳极层（在本例中为银电极）直接沉积在活性层上，从而在层之间产生更好的附着力。他们使用热退火工艺，将薄膜暴露在85摄氏度的空气中24小时。

该论文的第一作者Sixing Xiong表示，“制备膜层是具有挑战性的，但我们很高兴能完成它，最终能够制作出只有3微米厚的薄膜，我们期待看到测试结果。”该小组从测试中看到的结果非常令人鼓舞。首先，他们将薄膜完全浸入水中四个小时，发现它仍然具有初始性能的89%。然后，他们让一薄膜在水下拉伸30%长度300次，发现即使有这种变化，它仍然保留了96%的性能。

作为最后的测试，他们通过洗衣机循环运行它，它经受住了考验，这是以前从未实现过的。根据该论文的通讯作者之一Kenjiro Fukuda的说法，“我们创造的是一种可以更普遍使用的方法。展望未来，通过提高设备在其他领域的稳定性，例如暴露在空气中、强光和机械应力，我们计划进一步开发我们的超薄有机太阳能电池，以便它们可以用于真正实用的可穿戴设备。”

除RKEN CEMS外，研究小组成员还来自东京大学和华中科技大学。

（消息来源：sciencedaily.com. Nature Communications）