AFM：凹版印刷批量化制备银线图案化电极及1平方厘米尺寸的高效率（13.61%）柔性有机太阳电池制备
发布时间：2020-11-12
发布时间：2020-11-12 | 文章来源：印刷电子学部 王振国 | 【 大 中 小 】 | 【打印】 【关闭】
有机太阳能电池因具有轻质柔性、可卷对卷印刷方法制备等诸多优点，受到了人们广泛的关注。其中高质量透明导电薄膜的大面积规模制备是柔性太阳能电池中的关键技术。理想的柔性透明电极应同时具备高导电性、高透过率、低表面粗糙度、良好的机械柔性、优异的大面积均匀性、可图案化和可大批量低成本制备等特点。 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所马昌期课题组近期开发了凹版印刷银线透明电极。利用凹版印刷法制备银线电极，具有可大批量低成本制备、可图案化、大面积均匀性好、光电性能优异（与刚性ITO相当）、表面粗糙度低等优点。利用该电极制备了柔性有机太阳能电池，1平方厘米电池效率达到13.6%。相关结果发表在Advanced Functional Materials（DOI:10.1002/adfm.202007276）上。
由于银纳米线是一种高长径比的一维线性材料，因此银纳米线墨水自身的流动性较差导致印刷成膜质量较低，所以大面积均匀制备高性能的银线电极具有很大的挑战。该研究团队利用凹印网版具有均匀网穴阵列结构的特点，结合银线油墨的溶剂配比和银线的固含量的优化来调节油墨的粘度、表面张力和挥发速度，成功制备出大面积均匀的银线薄膜。银电极的方阻为10.8Ω/□，透过率为95.4%。与传统旋涂方法制备的银线电极对比，凹印的银线具有更高的品质因子，此外银线的分布更加均匀，有利于大面积器件的应用。基于凹印电极为有机太阳能电池的透明导电薄膜，获得了15.28%（0.04平方厘米）和13.61%（1平方厘米）的光电转换效率，且1平方厘米器件的第三方认证效率达到12.88%。这一工作为大面积柔性有机薄膜光伏电池的制备提供了一种理想的低成本柔性电极。
