CINNO Research 產業(yè)資訊，利用石墨烯的柔性和透明電極開發(fā)成功。將這種電極應用于有機太陽能電池（Organic Solar Cells）后，在同類太陽能電池中達到了最高效率。

根據韓媒首爾經濟報道，蔚山科學技術院(UNIST)能源與化學工程部的樸慧星、楊昌德教授共同研究團隊 19 日宣稱，研究團隊開發(fā)出了基于石墨烯的高性能透明柔性電極。為避免損害石墨烯所具備的優(yōu)秀的導電性和耐久性，設計了新的制造技法，彌補了傳統(tǒng)石墨烯電極的缺點。

UNIST 開發(fā)的石墨烯電極的耐久性(柔性)及透明度

石墨烯電極作為可加速“有機太陽能電池”商業(yè)化的部件備受關注。太陽能電池由多個層組成，包括接收太陽能產生電子的光活性層和充當電子通道的電極，以及維持整個電池結構的基板。

有機太陽能電池的光活性層使用輕薄柔性的有機物，因此作為下一代太陽能電池而受到廣泛青睞。但是，若使用傳統(tǒng)的硬邦邦的電極，就難以實現輕薄柔性的太陽能電池。

石墨烯電極不僅具備輕薄柔性的特點，而且導電性強，耐久性好，被認為能夠體現出有機太陽能電池特性的材料。然而，石墨烯非常薄，僅相當于一層原子的厚度，因此在轉移到電極基板時需要支撐層。支承層通常使用不通電的高分子材料，由于它們沒有完全去除，存在電導電性低的問題。另外，由于基板上固定石墨烯的力度不足，彎曲或反復施加外部壓力時，導電性就會下降。

資料圖（圖片來源：互聯(lián)網）

共同研究團隊通過使用一種將移動石墨烯的支撐層作為基板使用的新的制造工藝，開發(fā)出了“基板一體式石墨烯電極”。將這種電極應用于有機太陽能電池，實現了 15.2%的光電轉換效率。這是迄今為止開發(fā)的柔性有機太陽能電池中最高的結果。該太陽能電池還表現出優(yōu)異的機械耐久性，即使在 5000 次彎曲試驗后仍然保持 98%以上的初始效率。

第一作者、能源化學工程系博士生研究員高東煥表示：“使用透明聚酰亞胺(PI)材料作為支撐體和基板，在沒有殘留物的情況下，獲得了透明的石墨烯電極，直接在石墨烯電極上形成聚酰亞胺基板，可提高基板和電極之間的粘合力，并具備較好的耐久性?！?/p>

PI- 石墨烯一體式透明電極基板有機太陽能電池性能?此次開發(fā)的基板一體式石墨烯電極，也可以應用于其他需要高溫工藝的電元件。因為，目前作為傳統(tǒng)石墨烯電極的基板的物質在高溫下易發(fā)生變形，但聚酰亞胺材料能承受 400°C 以上的高溫，不會出現變形。

樸慧星教授表示：“此次開發(fā)的高性能石墨烯電極大幅提高了有機太陽能電池的效率和耐久性”，并稱“今后不僅對太陽能電池，對高性能 LED、光傳感器等多種新一代柔性光電元件的開發(fā)也將有很大幫助”。

該研究在韓國科技信息通信部和未來創(chuàng)造科學部、韓國研究財團、韓國東西發(fā)展研究院的支持下進行，此次研究結果已經提前在國際學術雜志《Joule》”4 月 6 日的網絡版上公開，預計稍后出版。