日本科学家开发出制备OPV电池及其层间缓层的新技术

随着近年来环境和能源问题日益严重，光伏（PV）电池作为一种新能源而受到关注。然而，由于硅PV电池的成本依然很高，因此降低PV电池的成本非常紧要。另一方面，使用有机化合物的有机光伏（OPV）电池具有几个优势：重量轻、灵活、复杂，并且加工成本低。由于这些原由，它们被认为是下一代光伏电池。

至于OPV电池的发展，除了吸收光的有机半导体外，（1）OPV电池的缓冲层材料（缓冲层或OPV中间层，其有效地分离由光能萌生的电子和空穴并将电子和空穴传输到每个电极）和（2）OPV器件的设计也正积极地研究。在这些情况下，最受关注的技术之一是旋涂技术，即使用溶液萌生锌相关氧化物（ZnOx，ZnOHx）超薄膜（陶瓷膜）。

科学家们正在积极研究使用ZnO薄膜作为缓冲层的OPV电池。因为在传统的ZnO薄膜加工工艺中，需要通过高温加热或替代能量辐照的烧结工艺。

来自大阪大学(OsakaUniversity)和金泽大学(KanazawaUniversity)的联合研究小组共同开发了一种涂覆锌氧化物（ZnOx，ZnOHx）的技术，即在环境温度和压力下使用金属有机分析（MOD）办法在溶液工艺中沉积薄膜，无需加热解决。他们还证明，通过该技术加工的薄膜可用作OPV电池的缓冲层，并且该薄膜实现了与通过涉及烧结的常规办法加工的ZnO薄膜相当的功率转换效率（PCE）。他们的研究成果发表在“ScientificReports”上。

文章作者之一TohruSugahara说“我们通过不加热的混合溶液涂覆办法成功地形成了纳米级氧化物超薄膜。”

这种超薄膜的厚度可以控制在5-100纳米的范围内。研究人员利用这种薄膜制造技术制备出了OPV电池，在使用约20nm的超薄膜下实现了最高的PCE。这种技术不需要在ZnO薄膜的形成过程中加热，将能够大大降低加工工艺和成本。

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