片状选项增强了有机太阳能电池

一种廉价的材料，由厚度仅为几个原子的二硫化钨薄片制成，有助于提高有机太阳能电池的性能1。KAUST研究人员的发现可能是迈向将这些光伏电池广泛用于产生清洁电力的重要一步。

大多数太阳能电池使用硅吸收光并将其能量转化为电能。但是，有机光伏(OPV)中使用的碳基半导体分子比硅具有一些明显的优势。例如，OPV趋于灵活，这意味着可以使用低成本的卷对卷打印大规模生产OPV。但是最好的OPV将捕获的光中约16-17%转换为电能，远远超过了超过20%的商用硅电池。

Thomas D. Anthopoulos和KAUST太阳中心的同事估计，如果电池的某些部分得到改进，则OPV可以与该性能媲美2。当光照射到半导体时，它将电子从材料中释放出来，并留下带正电的空穴。电子和空穴在半导体的相对面上被不同的层所聚集，并被传送到电池的电极以产生电流。前导空穴传输剂是一种称为PEDOT：PSS的聚合物，但它是酸性的，会吸收空气中的水分，这会降解太阳能电池中的其他材料。

Anthopoulos的跨学科团队现已开发出一种由二维材料(二硫化钨)薄片制成的空穴传输层。研究人员使用超声波将薄片状的二硫化钨粉末悬浮在水和乙醇的混合物中。该超声方法便宜且易于按比例放大，并且可以使用简单且广泛使用的旋涂工艺将薄片铺展到电极上。

该团队以这种方式制造了几款OPV，其中最好的功率转换效率为17%，这是使用2-D材料作为空穴传输剂的所有OPV的最高，也是所有OPV的最高。“我们对达到17%的比例感到非常惊讶，”林元宝博士说。团队中的学生。“我们认为这仅仅是开始，还有很大的性能提升空间。”

研究小组发现，二硫化钨层的电阻比PEDOT：PSS低，并且在聚集空穴方面也比竞争对手强，从而提高了性能。Anthopoulos说：“我们的近期目标是将有机太阳能电池的效率大大提高到17%以上，并达到理论上的预期极限。” “我们还旨在研究这些高效有机太阳能电池的稳定性。”