【中玻網(wǎng)】農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池具有質(zhì)輕、柔性、成本低、弱光響應等優(yōu)點(diǎn)，是當前太陽(yáng)能電池技術(shù)的前沿熱點(diǎn)研究方向。效率高率﹑耐彎折和廉價(jià)的柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池在柔性可穿戴和便攜式電子設備、光伏建筑整體化和軍事等領(lǐng)域具有很強的應用潛力。目前，大多數農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池的研究結果都是基于剛性的氧化錫（ITO）玻璃基板。但農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池如果要實(shí)現商業(yè)化應用，其真實(shí)的優(yōu)勢是采用低成本的濕法印刷和卷對卷大面積工藝制造。在農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池中，常用的電較材料是銦摻雜的氧化錫（ITO）。然而，ITO在塑料基板上存在導電性差和機械脆性等問(wèn)題，而且ITO通常在高溫下通過(guò)真空濺射進(jìn)行加工，這使得其價(jià)格昂貴，并且不利于采用大面積印刷和卷對卷來(lái)制備。已經(jīng)有一些報道采用新的電較材料來(lái)代替傳統ITO，如納米銀線(xiàn)、石墨烯、碳納米管、導電聚合物等，其中聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）薄膜的成本相對較低，并且該薄膜表現出高光學(xué)和電學(xué)特性、優(yōu)異的熱穩定性、良好的柔韌性等。利用酸摻雜PEDOT:PSS可以大幅提高其導電率，但目前報道的大多數采用強酸如硫酸進(jìn)行摻雜，再進(jìn)行高溫后處理，容易損傷PET等柔性塑料基板。

　　近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義團隊在前期效率高率農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池研究的基礎上（Nature Photonics,2015,9,520；Advanced Materials,2018,30,1703005;Macromolecules,2018,DOI:10.1021/acs.macromol.8b00683;Journal of Materials Chemistry A,2018,6,464），在柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池領(lǐng)域又取得新進(jìn)展，創(chuàng )新性地開(kāi)發(fā)了低溫酸處理PEDOT:PSS電較替代需要高溫濺射且昂貴的ITO電較。通過(guò)低溫甲磺酸處理來(lái)提高PEDOT:PSS薄膜的導電性、降低薄膜的粗糙度，同時(shí)避免傳統的強酸處理對柔性塑料襯底的破壞。進(jìn)而利用全溶液加工技術(shù)，采用PBDB-T和IT-M非富勒烯活性層，制備了全濕法加工非ITO的單結柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池，電池的能量轉換效率達到10.12%，這是迄今報道的全濕法加工的柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池的很效率高率。而且這類(lèi)全溶液加工的柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池非常符合卷對卷印刷和刮涂等大面積制備工藝的技術(shù)要求，為農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池低成本柔性化制備提供了重要的參考途徑。該項工作以All Solution-Processed Metal Oxide-Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10%Efficiency為題發(fā)表在全部期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。葛子義和團隊成員樊細為該論文的共同通訊作者，碩士生宋偉為作者。

　　柔性農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池的結構示意圖和光伏特性曲線(xiàn)

　　上述研究得到了國家要點(diǎn)研發(fā)計劃（2017YFE0106000和2016YFB0401000）、國家自然科學(xué)設立資金（51773212,21574144和21674123）、中科院前沿科學(xué)要點(diǎn)研究項目（QYZDB-SSW-SYS030）、中科院要點(diǎn)全部合作項目（174433KYSB20160065）、中科院交叉創(chuàng )新團隊、浙江省杰出青年設立資金（LR16B040002）和寧波市科技創(chuàng )新團隊（2015B11002，2016B10005）等資助。