增强有机太阳能电池的绿色发光

通过转换制造过程中使用的溶剂，有机太阳能电池可以变得更加环保。KAUST研究人员表明，当今的有毒氯化溶剂可以被植物来源的替代品取代，而不会影响由此产生的太阳能电池的光捕获性能。

有机光伏(OPV)是最环保的太阳能电池技术之一，每千瓦能量仅产生3克CO2当量的碳排放。“然而，它们的制造仍然依赖于卤化溶剂，这些溶剂除了与生殖危害和癌症有关外，还来自石化过程，”博士DanielCorzo说。DeryaBaran实验室的学生，领导了这项工作。

“我们希望找到绿色替代品，以在大规模生产这些电池时保护工人的健康和安全，并进一步减少OPV的碳足迹。”

溶剂对于OPV制造至关重要，因为它们是制造有机太阳能电池的可印刷油墨的基础。“这些墨水需要有机活性材料在加工过程中保持在溶液中，然后在墨水干燥时在优化条件下结晶，”Corzo说。“溶剂的选择极大地影响了OPV处理和整体设备性能。”

该团队通过应用称为汉森溶解度公式的框架确定了潜在的替代溶剂。“这种方法根据分子相互作用来衡量分子之间的相似程度，”Corzo解释说。“你可以选择在分子水平上相似但具有有益特性的溶剂，包括降低毒性，或者来自可再生资源。”

该技术表明，称为萜烯的植物溶剂(包括芳香油桉树油和柠檬烯)可能是合适的替代品。“这些溶剂可以从植物残渣中提取，例如桉树叶或橙皮，或者从生物反应器中的藻类和微生物中提取，”Corzo说。

基于这些物质的溶剂混合物被证明非常适合OPV制造。“我们使用基于萜烯的油墨获得了效率超过16%的太阳能电池——与氯化溶剂基本相同——但碳足迹降低了85%，并且有可能在未来成为负碳，”Corzo说。

“我们相信多个行业和技术开发商将受益于萜烯溶剂的开发，”Baran补充道。该团队已在交互式在线图书馆中免费提供他们的发现，以供选择绿色溶剂。“这个图书馆可以超越有机电子绿色溶剂的使用，因为萜烯也用于食品和香水行业，例如，”她指出。