科學家研究可以彎曲並浸泡在水中的有機太陽能電池，讓你可以把太陽能電池穿著走

有機太陽能電池是成分全部或部分為有機物的太陽能電池，他們使用了導電聚合物或小分子用於光的吸收和電荷轉移。有機物的大量製備、相對價格低廉，柔軟等性質使其在光伏應用方面很有前途。通過改變聚合物等分子的長度和官能團可以改變有機分子的能隙，有機物的摩爾消光係數很高，使得少量的有機物就可以吸收大量的光。相對於無機太陽能電池，有機太陽能電池的主要缺點是較低的能量轉換效率，穩定性差和強度低。

有機太陽能技術的潛在用途之一是製造可穿戴電子裝置--例如，可以貼在衣服上監測醫療裝置的裝置，而無需更換電池。然而，研究人員發現，要想在不使用額外層的情況下實現防水功能，難度很大，因為這最終會降低薄膜的柔韌性。

新興物質科學中心的研究人員及其合作夥伴創造出了一種柔韌、防水的有機太陽能薄膜。這種創新薄膜可以將太陽能電池內建到衣服中，即使在雨淋或水洗後也能保持功能。

現在，一組科學家在《自然-通訊》（Nature Communications）上發表的研究成果恰恰做到了這一點。他們面臨的挑戰是克服以往裝置的一個關鍵侷限，即很難在不降低靈活性的情況下使其防水。光伏薄膜通常由幾層組成。

一層是有源層，它從太陽光中捕捉一定波長的能量，並利用這種能量將電子和「電子空穴」分離成陰極和陽極。然後，電子和空穴可以通過電路重新連接，產生電能。在以前的裝置中，傳輸電子空穴的層通常是通過分層的方式依次形成的。

不過，在目前的工作中，研究人員將陽極層（在本例中為銀電極）直接沉積在活性層上，從而在各層之間形成更好的附著力。

他們採用了熱退火工藝，將薄膜暴露在攝氏85 度的空氣中 24 小時。論文的第一作者熊思興說：「形成這一層很有挑戰性，但我們很高興能完成這一任務，最終能製作出厚度僅為3微米的薄膜，我們期待看到測試結果。」

測試結果令人鼓舞。首先，他們將薄膜完全浸泡在水中四個小時，發現它仍然保持了最初性能的 89%。然後，他們將薄膜在水下拉伸 30% 多達 300 次，結果發現即使受到這樣的耐力測試，薄膜仍然保持了 96% 的性能。在最後的測試中，他們將薄膜放入洗衣機中進行循環洗滌，結果薄膜經受住了考驗，這在以前是從未有過的。