9月22日消息,以开姆尼茨工业大学(TU Chemnitz)物理研究所 Maria Saladina 为通讯作者、联合埃尔朗根-纽伦堡大学(FAU)i-MEET研究所等机构的20人研究团队在 arXiv 发布论文(已发表于 IEEE Transactions on Electron Devices),系统回答了有机太阳能电池(OSC)产业化中的关键疑问:印刷工艺放大会不会改变器件的衰减规律?答案是——不会。
此前的 OSC 老化研究几乎都基于旋涂的实验室小面积器件,而规模化印刷工艺会改变器件结构、活性层形貌以及 underlying 的电荷输运与复合特性,衰减行为是否随之改变一直不清楚。团队对比了旋涂与完全兼容卷对卷(roll-to-roll)工艺的凹版印刷 PM6:Y12 器件,在约1000小时连续光照下进行老化追踪。
核心发现有二。其一,尽管两类器件的初始性能与老化特征各不相同,功率转换效率的损失都系统性地遵循载流子迁移率-寿命乘积 μτ——这一乘积成为跨越制备工艺的统一衰减 descriptor。其二,一个反直觉现象:印刷器件老化过程中复合寿命上升、载流子迁移率却大幅下降,证明"寿命更长"并不等于"性能更好",二者必须捆绑在 μτ 框架下评估。
科学意义与应用前景:μτ 乘积本是光电导与光伏领域经典参量,本研究把它确立为印刷有机太阳能电池寿命预测与稳定性设计的核心物理量,意味着产线端可以用标准化 μτ 测量快速评估不同油墨、封装与工艺窗口的长期稳定性,而不必每种配方都跑千小时级老化。对推进有机光伏从实验室走向卷对卷量产,这是一项直接服务于工程化的基础成果。
(来源:arXiv)