内在可拉伸有机光伏电池因其结构设计灵活性、全向可拉伸性和平面内可变形性而成为下一代可穿戴发电机的首选。然而,制定制造内在可拉伸有机光伏电池的策略以使其在重复应变循环和高拉伸应变下表现出机械强度仍然具有挑战性。
近日,东京大学Takao Someya,日本理化学研究所Kenjiro Fukuda展示了高性能本质可拉伸有机光伏电池,其初始功率转换效率为 14.2%,具有出色的拉伸性(在 52% 拉伸应变下保持 80% 的初始功率转换效率)和循环机械耐久性(在 10% 的应变循环后 100 次保留 95% 的初始功率转换效率)。
文章要点
1)拉伸性主要通过将活性层中的应变离域并重新分配到高度可拉伸的 PEDOT:PSS 电极来实现,该电极是通过直接加入 ION E 开发的,这同时增强了 PEDOT:PSS 本身的拉伸性,并增强了与聚氨酯基底的界面粘附性。
2)这两项增强都是确保 PEDOT:PSS 电极具有优异机械耐久性的关键因素,进一步有效地延缓了顶部活性层中裂纹的产生和扩展,并使得在高拉伸应变和重复应变循环下的性能下降有限。
参考文献
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