這是有液滴溶液的TEM圖像
（來源：埃因霍芬理工大學(xué)）
在塑料太陽能電池的制作過程中加入額外的溶劑往往能提高其效率二到三倍，在這里額外的溶劑就像我們在面粉里放的發(fā)酵粉一樣。然而關(guān)于這種現(xiàn)象的原因在過去的十年里一直都沒有定論。如今，荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)（TU/e）的研究人員已經(jīng)得出了答案并將成果發(fā)表在了自然·通訊上。新發(fā)現(xiàn)將幫助提高塑料太陽能電池的效率。
塑料太陽能電池，也就是常說的有機(jī)太陽能電池，使用有機(jī)化合物而不是傳統(tǒng)的硅來將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。將塑料作為基礎(chǔ)材料可以有效的降低成本，也可以減輕電池的重量，同時(shí)也使得電池變得有彈性。但是這種電池大概10%的效率仍然有些低，而商業(yè)硅電池的效率能達(dá)到15%到20%。
偶然發(fā)現(xiàn)
大約十年前，關(guān)于有機(jī)太陽能電池的效率問題有了一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn):在制備電池的過程中加入額外的溶劑（復(fù)合溶劑）可以提高電池效率二到三倍?！斑@些復(fù)合溶劑現(xiàn)在在所有的有機(jī)太陽能電池中都有使用，”荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)的教授René Janssen說。“但是沒有人能弄清楚為什么溶劑會(huì)對電池有如此積極的影響。”
形態(tài)學(xué)
眾所周知的是這跟太陽能電池的“形態(tài)”有關(guān)系，更準(zhǔn)確的表述就是電子在太陽光的影響下在電池的兩個(gè)塑料部件間移動(dòng)的具體結(jié)構(gòu)。這兩個(gè)部件—都是有機(jī)材料—在制備的過程中溶解了，并在溶劑揮發(fā)之后變得更加堅(jiān)硬。不可思議的助溶劑通常在溶劑揮發(fā)前加入進(jìn)去。
液滴粒度
由René Janssen主管的埃因霍溫研究團(tuán)隊(duì)使用了許多光學(xué)上的技術(shù)來尋找一個(gè)合理的解釋。他們稱當(dāng)他們沒有加入助溶劑時(shí)，溶劑在揮發(fā)的過程中會(huì)形成大的液滴。這對電子傳輸有不利影響—最終影響到了太陽能電池的效率?！澳慵尤氲闹軇┰蕉啵罱K的氣泡就會(huì)越小直到完全消失，這時(shí)最終的產(chǎn)物也就生成了?！?Janssen如是說。
“折疊“與蒸發(fā)
他們同時(shí)也找到這個(gè)現(xiàn)象的原因?！坝不^程中主要有兩個(gè)影響因素，” Janssen說。“一方面溶液揮發(fā)，與此同時(shí)高分子聚合物也會(huì)呈現(xiàn)出一種“折疊”的結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)助溶劑使得“折疊”過程在相對更早的階段發(fā)生，這意味著氣泡最后基本上不會(huì)形成?！敝軇┰谶@里很像我們生活中的“發(fā)酵粉”：可以改善混合物本身的結(jié)構(gòu)，但是僅僅有它是不夠的。
增效
研究人員希望他們的發(fā)現(xiàn)可以幫助提高塑料太陽能電池的效率?！暗侥壳盀橹?，這仍是一個(gè)試錯(cuò)法的問題，” Janssen說?！暗俏覀冎辽俨畈欢嗫梢灶A(yù)測什么是可能發(fā)生的，什么是不可能發(fā)生的?！?
