图示出了用于制造透明，导电材料的薄层的装置，以保护太阳能电池或其他装置。用于制造左侧管中的制造层的化学物质被引入真空室中，在那里它们在腔室顶部沉积在基板材料上的层。
麻省理工学院研究人员在透明的导电涂层材料上有所改善，在其电导率下产生十倍的增益。当结合到一种高效的太阳能电池类型中时，该材料提高了细胞的效率和稳定性。
今天（2019年11月22日）报告了新的调查结果，在“科学”期刊上，由MIT Postdoc Meysam Heydari Gharahcheshmeh，Karen Gleason和Jingkong教授和其他三位。
“目标是找到一种导电的材料以及透明的材料，”格林森解释说，这将是“在一系列应用中有用，包括触摸屏和太阳能电池”。她说，目前最广泛使用的材料最广泛使用的目的是ITO，但是，这种材料非常脆弱，并且在使用时期可能会破裂。
Postdoc Meysam Gharahcheshmeh（左）和Karen Gleason，亚历山大和I. Michael Kasser的化学工程教授是新论文的共同作者。
Glason和她的公司两年前改善了灵活的透明，导电材料的灵活版本，并发表了他们的发现，但这种材料仍然很短，差异很大，符合ITO的高光学透明度和导电性的组合。她说，新的更有序的材料比以前的版本更好地超过10倍。
组合的透明度和电导率以每厘米的西门子为单位测量。ITO范围从6,000到10,000，虽然没有人预期新材料与这些数字相匹配，但研究的目标是找到一个可以达到至少35个值的材料。早期的出版物超出了展示50的值，新材料已经跨越了结果，现在在3,000时计时;该团队仍在努力进行微调，进一步提高进程。
使用称为氧化化学气相沉积（OCVD）的方法，在超薄层中沉积在超薄层中的高性能柔性材料，一种称为型号的有机聚合物。该方法导致形成聚合物的微小晶体的结构的层水平地完全对齐，使材料具有高导电性。另外，OCVD方法可以降低微晶内聚合物链之间的堆叠距离，这也增强了电导率。
为了展示材料的潜在有用性，该团队将一层高度对齐的型号纳入了基于钙钛矿的太阳能电池。由于其高效率和易于制造，因此这种细胞被认为是对硅的非常有前途的替代品，但它们缺乏耐用性是主要的缺点。随着新的OCVD对齐的转型，Perovskite的效率提高，稳定性加倍。
在初始测试中，将OCVD层施加到直径6英寸的基材上，但该过程可以直接应用于大规模的滚动的工业规模的制造过程，Heydari Gharahcheshmeh说。“现在很容易适应工业规模，”他说。这是促进了涂层可以在140摄氏度下加工的事实 - 比替代材料需要更低的温度。
OCVD PEDOT是一种温和，单步工艺，使得根据需要直接沉积到塑料基材上，如柔性太阳能电池和显示器。相反，许多其他透明导电材料的侵蚀性生长条件需要在不同的更稳健的基板上初始沉积，然后是复杂的方法来剥离层并将其转移到塑料上。
因为材料由干燥气相沉积工艺制成，所产生的薄层可以均匀，即使是表面的最精细的轮廓，也可以均匀地涂覆它们，这在一些应用中可用。例如，它可以涂覆在织物上并覆盖每个纤维，但仍然允许织物呼吸。
该团队仍然需要在更大的尺度上展示系统，并在更长的时间内并在不同的条件下证明其稳定性，因此研究正在进行中。但是“向前迈出了没有技术障碍。这真的只是谁将投资它来市场，“格林森说。
该研究团队包括MIT Postdocs Mohammad Mahdi Tavakoli和Maxwell Robinson，以及联盟Edward Gleason的研究。这项工作得到了ENI S.P.A的支持。在ENI-MIT联盟太阳能前沿计划下。
参考：“通过单一步骤全干法调整，优化和钙钛矿太阳能电池器件整合超薄聚（3,4-乙烯二氧噻吩）薄膜”由Meysam Heydari Gharahcheshmeh，Mohammad Mahdi Tavakoli，Edward F. Gleason，Maxwell T. 2019年11月22日的罗宾逊，京康和凯伦K.Gliason .doi：
10.1126 / sciadv.aay0414
