转自：自然通讯

        混淆供体（donor）聚合物与受体（acceptor）的许多聚合物组合可用于形成一个完整的塑料太阳能电池。遗憾的是，有些最佳组合往往由于群集在一起而镌汰了电子转移时的外貌积 ——从供体（转移电子）到受体（让太阳能电池中的电子通过，传送至到太阳供电的装置）。然而，透过一个微米级的“耙子”即可排遣这些群集，并形成纳米级晶体，使得外貌积倍增，从而提高2倍的输出功率。美国斯坦福大学（Stanford University）质料与能源科学研究所（SIMES）将这一历程称为“流体强化晶体工程”（FLUENCE）。“我们划分使用了供体和受体聚合物质料——即全聚合物太阳能电池，在涂布时代使用微米级耙子爬梳，可使所用的模子系统效率倍增，”SIMES成员之一的华裔教授鲍哲南体现。

        现在一样平常都会为全塑料太阳能电池选择使用聚合物，由于聚合物较不会群集，纵然爆发的激子也很少会是易于群集的聚合物。然而，使用这种FLUENCE手艺，可 让太阳能电池使用聚合物实现聚光功效——每个光单位所爆发的激子（电子/电洞对），从而优化转换效率，使其输出功率较古板的涂布方法增添一倍。

　　柱状直立的1微米间距“流体强化晶体工程”或FLUENCE“耙子”的 扫描电子显微镜（SEM）图

　　“这种微米级的耙子可加以调谐而与现存的聚合物配方配相助业。然而，凭证所使用的聚合物系统，耙子的效应也有所差别，但在聚合物倾向于群集成一大块的情形下最有用。它可使用显微级的耙子使其疏散成小块，实现更有用率的激子解离，”鲍哲南说。

        现在，这些经看法验证的耙子实验正以十分缓慢的速率举行——每小时约3.5-14.2英吋，与塑料太阳能电池实现最经济生产需要每小时50英哩的高速卷对卷 （R2R）工艺相距甚远。然而，研究员们并不担心提高速率的挑战，他们体现，这只需要优化参数即可——这包括从选择差别溶剂类型到改变工艺温度，以便使 FLUENCE工艺提升到更高速的制造。“我以为，为了落实这种微米级耙子的优点，选择合适的溶剂和温度十分主要，”鲍哲南体现。据鲍哲南诠释，已往一样平常接纳显微级直刀来瓦解这些群集块，但微型耙子的效率更高18%，加上它还能制造商进一步提高全塑料太阳能电池的生产效率。事实上，研究职员们十分看好这种FLUENCE工艺，可让塑料太阳能电池只需要一小部份的制造本钱，就能展现逾越硅晶太阳能电池的效率。

　　流体强化晶体工程（FLUENCE） 解决计划

　　美国国家加速器实验室（SLAC）的斯坦福同步辐射光源（SSRL）部分认真人Mike Toney使用X射线衍射丈量FLUENCE可脱离供体与受体纳米级晶体的水平，也为这项研究带来孝顺。别的，美国罗伦斯柏克莱国家实验室（LBNL）的 先进光源（ALS）则用于表微这项手艺。米级粑子以1.2微米间距封装，高度约1.5微米。斯坦福大学研究研究员Yan Zhou为供体与受体晶体之间表征优化距离——使其靠近到足以实现快速的电子转移，但又不至于太靠近让受体可在收罗到电力后才传回电子。其他有助于实现这项妄想的还包括前SLAC科学家Stefan Mannsfeld（现为德国Dresden工业大学教授）、前SIMES博士后研究员Ying Diao（现任伊利诺大学教授），以及来自ALS、北京大学与韩国成均馆大学的科学家群。美国能源部（DoE）的BRIDGE研究妄想、SLAC的指导研究和开发妄想实验室与国家加速器实验室、SIMES以及斯坦福大学均为这项提供赞助资金。