背景
近年來(lái)，全球環(huán)境與能源問(wèn)題日益加劇。作為一種清潔、環(huán)保、可再生、易獲取的新能源，光伏（PV）電池引起了社會(huì )各界的廣泛關(guān)注。
光伏技術(shù)的核心，就是利用半導體材料將光轉化為電。其主要原理是：當太陽(yáng)光照在半導體P-N結上，會(huì )形成新的空穴-電子對，在P-N結內建電場(chǎng)的作用下，空穴由N區流向P區，電子由P區流向N區，電路接通后就會(huì )形成電流。
目前使用的光伏電池一般都是由無(wú)機材料（例如硅）制成。但是，硅光伏電池的成本較高，有待于進(jìn)一步降低。此外，傳統的無(wú)機光伏電池是笨重、剛性且易碎的，不太便于運輸以及靈活的安裝使用。
令人欣喜的是，有機光伏（OPV）電池有望成為傳統無(wú)機光伏電池的新的替代品。有機光伏電池具有輕量、柔性、透明、成本低、便于生產(chǎn)制造等優(yōu)勢。因此，有機光伏電池有望演變成為新一代的光伏電池。
為了開(kāi)發(fā)有機光伏電池，科學(xué)家們不僅正在積極研究吸收光線(xiàn)的有機半導體，而且也在研究有機光伏電池的緩沖層或者中間層材料（這些材料讓吸收光線(xiàn)能量所產(chǎn)生的電子和空穴分離，且將電子和空穴傳輸至各自的電極）以及有機光伏設備的設計。
其中有一項技術(shù)最受關(guān)注，就是通過(guò)旋涂法創(chuàng )造鋅相關(guān)氧化物（ZnOx、ZnOHx）超薄薄膜（陶瓷薄膜）的解決方案。
科學(xué)家正在積極開(kāi)展以 ZnO 薄膜作為緩沖層的有機光伏電池的研究。在傳統的 ZnO 薄膜制造工藝中，高溫加熱或者替代能源輻照的燒結工藝是不可或缺的。
創(chuàng )新
近日，日本大阪大學(xué)和金澤大學(xué)的研究人員組成的聯(lián)合研究小組，開(kāi)發(fā)出一種涂覆鋅相關(guān)氧化物（ZnOx、ZnOHx）的新技術(shù)。他們的研究成果發(fā)表于《Scientific Reports》期刊。
如圖所示：有機光伏太陽(yáng)能電池以及電池結構的原理圖。在光照和黑暗條件下的電流密度/電壓相關(guān)的特性。
技術(shù)
這項技術(shù)采用有機金屬裂解（MOD）法，在環(huán)境溫度和壓力的條件下，無(wú)需加熱，簡(jiǎn)單地通過(guò)溶液處理工藝來(lái)沉積薄膜。他們也論證了這種技術(shù)制造出的薄膜能夠作為有機光伏電池的緩沖層使用，并且薄膜的能量轉換效率（PCE）可以媲美包含燒結工藝的傳統方法制造出的 ZnO 薄膜。
論文作者之一的 Tohru Sugahara 表示：“我們成功地通過(guò)混合溶液涂覆的方法，生成納米尺寸的氧化物超薄薄膜。”
價(jià)值
超薄薄膜的厚度可以控制在5納米到100納米的范圍內。他們采用這種薄膜制造技術(shù)生產(chǎn)出的有機光伏電池，采用了約20納米厚度的超薄薄膜，達到了最高的能量轉換效率。有了這項技術(shù)，在 ZnO 薄膜的成形工藝中就無(wú)需加熱，這將顯著(zhù)減少生產(chǎn)工序和成本。
