为了使太阳能得到广泛应用，全世界的科学家和工程师都在寻找低成本的生产技术。柔性有机太阳能电池在这方面具有巨大的潜力，因为它们仅需要最少量(相当便宜)的材料并且可以通过卷对卷(R2R)处理大量制造。然而，这要求透明电极，阻挡层甚至整个装置都是柔性的。欧盟资助的项目“TREASORES”(大面积大规模生产有机光电器件的透明电极)于2012年11月开始，总预算超过1400万欧元，由Empa研究员FrankNüesch领导，
透明电极具有卓越的性能
TREASORES项目最近完成了中期审查，已经取得了一些重要的里程碑。例如，由来自五个欧洲国家的19个实验室和公司的研究人员组成的国际团队开发了一种超薄透明银电极，其比目前使用的氧化铟锡(ITO)电极便宜并且性能优异。研究人员还可以证明使用这种新型透明电极的钙钛矿基太阳能电池的记录效率为7%。更重要的是，他们的第一个完全R2R生产的太阳能电池在“现场”测试时已经达到了商业上可接受的寿命。Nüesch表示，下一步是扩大和改进迄今为止已确定的最有希望的技术，例如，生产更大量的阻隔材料和透明电极，即
在下半年，TREASORES项目还将继续开发其他有前景的技术，如基于机织织物，纳米线和碳纳米管(CNT)的透明和柔性电极。“我们正在研究大规模有机光电子学中最关键的问题。我们新的低成本电极基板在很多方面已经超过现有的导电氧化物电极，”Nüesch说。“但我们必须通过降低基板的缺陷密度来进一步提高大规模生产所产生的器件产量。”
新材料已经使用专用仪器进行了彻底的测试，用于机械，电气和光学测试，并且它们在实际装置中的性能已被表征为例如寿命和照明质量。银纳米线用于制造柔性电极，其薄层电阻低于20欧姆/平方 - 薄膜电导率的量度 - 以及80%的光学透射率。铜纳米线甚至更好，产生的薄层电阻低于10欧姆/平方，玻璃上的光学透射率为90%。它们明显优于目前的ITO电极，对于这种高透明度，其通常具有100欧姆/平方以上的薄层电阻值。已经在具有铜电极的这些基板上制造了具有超过3%的能量转换效率的太阳能电池装置。CNT电极性能同样在项目的前半部分取得了显着进步，达到了74欧姆/平方的薄层电阻，光传输率为90%。用这些电极生产的有机太阳能电池的能量转换效率达到4.5%。
“熨烫”粗糙的电极表面
然而，所有这些电极技术在一定程度上受到波纹或粗糙度的影响并且需要平坦化层以允许光电器件堆叠的无缺陷沉积。这就是为什么研究人员着手开发另一种电极技术，该技术使用夹在两个金属氧化物(MO)层之间的薄银(Ag)薄膜。事实证明这些电影更加平坦。MO / Ag / MO电极叠层提供6欧姆/平方的薄层电阻，光学透射率为85%，与其他电极技术相比，可以构建更高效的光电器件，这至少部分是由于低峰谷粗糙度约为20nm。随着这些“超平” 使用市售材料进行光捕获，有机太阳能电池的电极记录效率高达7%。使用完全相同的电极材料，该团队实现了17 lm / W的白光有机LED(OLED)生产和超过20 lm / W的有机发光电化学电池(OLEC)。虽然柔性OLED和OLEC器件的记录值不是很高，但Nüesch强调“所有电极都是在工业环境中通过R2R工艺生产的，或者在聚合物基板的大面积上采用工业相关工艺生产。我们可以说我们使用的工艺坚固且可重复。“ 该团队的白光有机发光二极管(OLED)产量为17流明/瓦，有机发光电化学电池(OLEC)产量超过20流明/瓦。虽然柔性OLED和OLEC器件的记录值不是很高，但Nüesch强调“所有电极都是在工业环境中通过R2R工艺生产的，或者在聚合物基板的大面积上采用工业相关工艺生产。我们可以说我们使用的工艺坚固且可重复。“ 该团队的白光有机发光二极管(OLED)产量为17流明/瓦，有机发光电化学电池(OLEC)产量超过20流明/瓦。虽然柔性OLED和OLEC器件的记录值不是很高，但Nüesch强调“所有电极都是在工业环境中通过R2R工艺生产的，或者在聚合物基板的大面积上采用工业相关工艺生产。我们可以说我们使用的工艺坚固且可重复。