在塑料基質(zhì)上沉積一層7 – 8納米厚的黃金,這種方法完全可以升級,生產(chǎn)整卷的有機太陽能光電池,成本低,可以形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
有一個主要障礙,但不會妨礙小型演示性有機光伏設(shè)備,這個障礙就是電極材料。
一般來說,銦錫氧化物(ITO:indium tin oxide)鍍膜玻璃已被用作透明電極,這種材料實際上來自液晶顯示器(LCD)產(chǎn)業(yè)。
然而,這種材料缺乏靈活性,化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,這就提出了一個問題,太陽能光電板必須是強大的,要能夠應(yīng)付多變的室外條件。
“有機太陽能電池非常薄,一般只有幾百納米厚,而最后的事情,你想要的是任何類型的化學(xué)反應(yīng),就是有機層和電極之間的反應(yīng),你不想讓原子或離子離開電極,進入這一設(shè)備,”項目負責(zé)人羅斯.哈頓(Ross Hatton)博士說,他是華威大學(xué)(Warwick University)化學(xué)系的。
此外,由于銦錫氧化物的制造工藝敏感于輕微變化的溫度和各種條件,因此再生產(chǎn)就是一個重大問題。
“一家公司生產(chǎn)的一批銦錫氧化物與另一家公司生產(chǎn)的一批銦錫氧化物不會完全一樣,事實上,就在同一家公司中,也有可能存在批次與批次之間的變化,”哈頓說。
在他們的最新的研究中,研究人員成功地沉積了一層黃金,大約7 – 8納米的厚度,就直接沉積在塑料基質(zhì)上。作為一個單一的金屬元素,黃金的優(yōu)勢在于它很有特點,高度導(dǎo)電,而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)。事實上,這一研究小組發(fā)現(xiàn),這種電池保留了導(dǎo)電性,因為試驗研究它們時,采用了一種強溶劑和超聲波震蕩。
重要的是,哈頓說,這種方法完全可以升級,生產(chǎn)整卷的太陽能光電版,這種光電版有幾平方米大小。
“我們已經(jīng)有了基礎(chǔ)設(shè)施,因為已經(jīng)制備了金屬薄膜,就是在塑料基板上制備的。如果你曾打開過一包薯片,看過內(nèi)層,你就知道,那里有一個金屬薄膜,粘在塑料基質(zhì)上,很便宜,而且已經(jīng)批量生產(chǎn),”哈頓說。
盡管黃金價格目前處于歷史上的高水平,但是,他說,由于所需的是非常薄的金層,因此,在成本上,制作一平方米電極只需4.50英鎊左右。同時,在電池使用壽命結(jié)束時,黃金可以回收再利用,相當容易。