林雪平大学和瑞典皇家理工学院的研究人员现已证明，未经处理的硫酸盐木质素可用于进一步改进有机太阳能电池。该研究已发表在科学杂志《先进材料》上。

木质材料可用于制造可靠的有机太阳能电池

阳光目前似乎是主要的可持续能源之一。由硅制成的传统太阳能电池效率很高，但能源消耗大且制造过程复杂，可能会导致危险化学品泄漏。

因此，有机太阳能电池因其生产成本低、重量轻和灵活性而成为热门研究领域，因此具有许多应用，例如室内使用或附着在衣服上为个人电子设备供电。

但一个问题是有机太阳能电池是由塑料或从石油中提取的聚合物制成的。因此，尽管它们是有机的，但它们并不像它们应有的那样环保。

直接来自木浆

林雪平大学和瑞典皇家理工学院的研究人员现已开发出一种有机太阳能电池，其中连接到太阳能电池阴极的部分电子传输层由直接来自木浆的牛皮纸木质素制成。尽管目前太阳能电池只有一小部分是由木质素制成的，但长期目标是建造几乎完全由木质材料制成的太阳能电池。

“我们希望制造高效、可靠、廉价且环保的太阳能电池。这项研究使我们能够证明这是可能的，并且是用木质材料替代当今的油基材料的第一步。”林雪平大学有机电子实验室(LOE)教授MatsFahlman说道。

在之前的研究中，化学改性的木质材料已被用来提高有机太阳能电池和由晶体材料钙钛矿制成的太阳能电池的可靠性或稳定性。在他们最近发表的研究中，林雪平研究人员使用了一种“原始”木质素，称为牛皮纸木质素，在造纸过程中直接从木材中提取。他们与KTH一起分析了哪种木质素分子组成最适合该目的。

“我们用牛皮纸木质素创造了一种材料或复合材料，用于构成阴极界面层。事实证明，这使得太阳能电池更加稳定。硫酸盐木质素的优势在于它能够产生许多氢键，这有助于稳定太阳能电池。”LOE首席研究工程师张启伦说道。

无毒、可持续且廉价

有机太阳能电池已经投入使用，主要用于室内应用。它们还可以替代传感器和类似低能耗设备中的电池。MatsFahlman表示，这是进入有机太阳能电池市场的第一步。然后可以将该技术扩展到更大的应用，例如纯能源供应。用木质材料建造它们将使整个太阳能电池更加环保。

“有机太阳能电池永远不会是最高效的。但它们的优点是无毒、可持续且廉价。如果它们的效率为15-20%，那么对于大多数应用来说就绰绰有余了。”MatsFahlman说道。

该研究主要由克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会通过瓦伦堡木材科学中心资助。瑞典能源署、瑞典研究委员会、瑞典研究和高等教育国际合作基金会(STINT)以及林雪平大学瑞典政府功能材料战略研究领域(AFM)也提供了资助。