简单的处理技术可以削减成本的有机光伏和可穿戴式电子产品

一种简单的解决方案基于电气掺杂技术可以帮助减少聚合物太阳能电池和有机的电子设备，有可能扩大这些技术的应用程序的成本。通过启用单层高效太阳能电池的生产，新工艺可以帮助成新一代的可穿戴设备移动有机光伏电池，使小型分布式的发电。

在 polyoxometalte 溶液中电在有限深度以上涂料膜浸泡前玻璃衬底上聚合物薄膜的特写镜头。信用︰ 克里斯托弗 · 摩尔，佐治亚理工学院

由乔治亚技术学院和同事从三个其他机构的研究人员开发，技术提供诱导 p-型电气在有机半导体薄膜中使用兴奋剂的新的方式。简要地浸在溶液中于室温下，电影和将取代更复杂的技术，它需要真空加工的过程。

伯纳德 Kippelen，有机光子和电子的佐治亚理工学院研究中心主任和学校的电气和计算机工程教授说:”我们的希望是，这将是改变有机光伏电池的游戏规则，通过进一步简化加工聚合物基太阳能电池工艺”。”我们相信这项技术是有可能影响有机印刷电子、 传感器、 光电探测器和发光二极管等领域的许多其他设备平台。

由海军研究办公室主办，工作据报道 12 月 5 日在自然材料 》 杂志上。该研究还涉及来自加州大学圣塔芭芭拉、 日本九州大学和荷兰艾恩德霍芬技术大学的科学家。

这项技术包括的有机半导体材料中氧 （PMA 和 PTA） 解决方案在硝基甲烷及其共混物薄膜浸泡一小段时间 — — 大约分钟。掺杂剂分子扩散到电影中浸泡导致有效 p 型电气掺杂在 10 至 20 纳米有限深度以上从膜的表面。掺磷地区显示增加了电导率和高的功函数，减少在处理溶剂中的溶解度，提高空气中的光氧化稳定性。

这种新方法提供了对空气敏感钼氧化层在一般使用昂贵的真空设备处理效率最高的聚合物太阳能电池中使用简单的替代方案。应用于聚合物太阳能电池时，新的掺杂方法提供高效孔集合。第一次，单层聚合物太阳能电池被证明这种新方法结合自发垂直相分离的含胺导致有效电子集合在相反电极的聚合物。这些新器件的几何形状是集合的独一无二的因为的洞和电子函数内置在吸光活性层，导致的最简单的单双层几何与几个接口。

“单层光伏发电与我们的方法的实现使两个电极在设备成本低的导电材料，作出”说富恩特斯-埃尔南德斯恰涅克，在 Kippelen 的研究小组的高级研究科学家。”这提供设备几何，大幅简化，它提高了捐助聚合物的光氧化稳定性。虽然寿命和成本分析研究，以评估这些创新的全面影响，他们是当然非常令人兴奋的路上将有机光电转化为商业技术的发展.”

通过简化有机太阳能电池的生产，新的处理技术可以允许在缺乏资本密集型的制造能力，非洲和拉丁美洲地区的太阳能电池制造说费利佩 · 拉腊因，在 Kippelen 的实验室攻读博士学位。

拉腊因说:”我们的目标是进一步简化到了每种材料需要编造他们可能列入一个单一的工具包，向公众提供的有机太阳能电池的制作，”。”太阳能电池产品可能是不同的如果你能够为人们提供一种解决方案，将允许他们，使他们自己的太阳能电池。它可以一天使人们电源本身，独立网格。”

有机太阳能电池已经在许多学术和工业实验室研究了几十年，并与实验室值达到 13%— — 相比，约 20%为商业以硅为基础的细胞持续、 稳定的改进、 经历了其功率转换效率。虽然基于聚合物电池目前效率较低，他们需要更少的能源生产比硅细胞和它们的生命周期结束时可以更容易回收。

弗拉基米尔 · 科列索夫，博士研究员和本文的作者说:”能够处理太阳能电池完全在室温下用这种简单的基于解决方案的技术铺平道路可扩展和真空免费方法的设备制造，同时大大降低时间和与之关联的成本”。

超越的太阳能电池，掺杂技术可以更广泛地使用在其他领域的有机电子，指出博士研究员李文芳周。”与它的简单性，这是真正有前途的技术，提供可调电导率的半导体，能适用于各种有机电子、 并能对大批量生产行业产生巨大影响。