摘要：来自莫纳什大学，东京大学和理研大学的研究（部分在澳大利亚同步加速器上进行）已经产生了一种超柔性超薄有机太阳能电池，该太阳能电池在明显的拉伸和应变下具有世界领先的性能。黄博士，获得博士学位 在莫纳什（Monash）的克里斯·麦克尼尔教授（Chris McNeill）的实验室中研究柔性有机太阳能电池，他以其杰出的博士学位论文获得了澳大利亚同步加速器的史蒂芬·威尔金斯奖章，该论文利用了该设施中基于同步加速器的研究能力。

来自莫纳什大学，东京大学和理研大学的研究（部分在澳大利亚同步加速器上进行）已经产生了一种超柔性超薄有机太阳能电池，该太阳能电池在明显的拉伸和应变下具有世界领先的性能。

开发铺平了道路前进一类新伸缩性的和可弯曲的太阳能电池在可穿戴设备，诸如健身和健康跟踪器，和智能手表具有复杂曲面。

研究人员黄文超博士说，这项进步是通过在聚合物，富勒烯和非富勒烯分子的混合物的基础上设计出一种具有所需机械性能和功率效率的超薄材料而实现的，该进展已在Joule中发表。莫纳什大学的研究员，该文章的第一作者。

太阳能电池膜的厚度仅为3微米，比人发的宽度小十倍。

黄博士，获得博士学位 在莫纳什（Monash）的克里斯·麦克尼尔教授（Chris McNeill）的实验室中研究柔性有机太阳能电池，他以其杰出的博士学位论文获得了澳大利亚同步加速器的史蒂芬·威尔金斯奖章，该论文利用了该设施中基于同步加速器的研究能力。

“ Wenchao继续了他在获得博士学位时所获得的杰出工作，并获得了Stephen Wilkins奖章。这些结果非常重要，并反映了澳大利亚同步加速器的射线束对制造，结构，功能和性能的深刻见解。先进材料的性能”，澳大利亚同步加速器高级首席科学家迈克尔·詹姆斯博士说。

在众多科学家致力于提高有机太阳能电池的功率效率的同时，黄博士的研究集中在具有更好机械性能的薄膜器件上。

他的太阳能电池获得了12.3％的认证功率效率，并且在弯曲和压缩测试下均表现出最小的退化，这被认为是柔性有机太阳能电池设备有史以来最好的结果。

黄博士说，通过在器件的聚合物/非富勒烯成分中添加少量的基于富勒烯的受体，可以实现发生光伏工艺的活性层形态的优化。

为了深入了解有源层结构的变化，黄博士在澳大利亚采用了专门的技术，用于小角度和广角X射线散射（SAXS / WAXS）和软X射线光谱（SXR）光束线同步加速器以及莫纳什的原子力显微镜。

Huang说：“基于实验室的X射线无法产生足够的信号来研究薄膜的形态。您需要高通量的同步加速器光束和先进的探测器来获取结构信息。”

“在SAXS / WAXS光束线上的数据采集非常快；测量仅需一秒钟。”

Huang还研究了额外的受体成分如何影响这些薄膜太阳能电池器件的横向和纵向结构以及分子堆积。

来自SAXS / WAXS束线数据的掠射入射数据表明，聚合物和非富勒烯都表现出面层堆叠构型，这被认为更有利于电荷跨活性层传输。

黄说：“将分子的呈现调整到最有利的方向可以改善有机半导体中的电子传输。”

使用SXR光束线的近边缘X射线吸收精细结构（NEXAFS）光谱研究了薄膜的上表面层和下层的化学组成和界面。

有趣的是，将富勒烯受体添加到聚合物/非富勒烯共混层中破坏了结晶，但是没有负面影响电子迁移率。

黄说：“通过引入一种具有电子迁移率本质上很高的成分，富勒烯，可以补偿由于结晶度降低而产生的效应。”

尽管Huang进行了自己的测量，但他得到了仪器科学家Lars Thomsen博士在SXR光束线上的协助，并由Xuechen Jiao博士协助进行了SAXS / WAXS实验。

在下一阶段的研究中，Huang打算扩大太阳能电池的规模，并与设备中的其他组件结合起来，以用于高级设备的商业应用。