突破性交聯劑提升有機太陽能電池壽命59%

由韓國蔚山科技大學（UNIST）主導的國際研究團隊，近日發表了一種新型交聯劑新增物，成功解決了有機太陽能電池（OPVs）長期以來的穩定性問題。這項研究顯示，僅需新增0.05%的交聯劑，就能將OPVs的使用壽命提升超過59%。業界分析師認為，這項突破將加速被視為次世代太陽能電池的OPVs商業化程序。

研究團隊由UNIST化學系的BongSoo Kim教授領軍，並與加州大學聖塔芭芭拉分校（UCSB）、法國裡爾大學以及法國國家科學研究中心（CNRS）的研究人員合作，透過多種先進分析技術，揭示了這款創新交聯劑的運作原理。研究成果已發表於《ACS Energy Letters》期刊。

有機太陽能電池因其易於製造且具備柔韌性，可製成薄膜形式應用，被視為極具潛力的次世代太陽能技術。然而，有機材料的特性使其在長期穩定性，尤其是高溫環境下面臨挑戰。過去的研究曾嘗試新增交聯劑來提升穩定性，但過多的新增量往往導致電池效率下降。

研究團隊開發了一種六橋疊氮交聯劑（6Bx），這是一種高效的光交聯劑，僅需極少量新增便能展現卓越的穩定效果。6Bx由六個疊氮交聯單元組成，理論交聯效率高達96%，遠超傳統交聯劑的表現。例如，四疊氮單元的交聯劑效率為82%（4Bx），而雙疊氮單元則僅有36%（2Bx）。

實驗結果顯示，使用新型交聯劑製造的OPVs，在85°C高溫下經過1,680小時（70天）後，仍能保持11.70%的效率，相當於初始效率的93.4%。相比之下，未新增交聯劑的OPVs效率則下降至8.17%，僅為初始效率13.92%的58.7%。這意味著效能壽命提升了超過59%。

研究團隊進一步發現，這種效能提升歸因於交聯反應有效抑制了OPVs光活性層中Y6受體分子的分子運動。Kim教授表示：「我們透過開發高效光交聯劑並深入研究其機制，成功解決了有機太陽能電池的長期穩定性問題。這項研究將為OPVs商業化的穩定性提升技術發展帶來重大貢獻。」