谢远鹏&谢海波&胡笑添AFM：生物基塑料制备柔性有机太阳能电池

柔性太阳能电池具有轻质、机械灵活等优点，在可穿戴和便携式电子设备方面显示出巨大的应用前景。柔性透明基底是柔性太阳能电池的关键组成部分。目前，常用的柔性基底有PET，PEN和PI等。然而，这些塑料基底通常是石油基单体合成的，不符合可持续发展的需求。生物基基底被认为是柔性电子产品中石油基基底的一种理想的替代品。

2024年3月13日，贵州大学谢远鹏和谢海波、南昌大学胡笑添等人采用三元共交联策略来制备生物基透明柔性基底。三元交联体系是以二烯官能团的碳酸酯单体（2E）和四巯基官能团的单体（4SH）为主材料，以四烯官能团的缩醛单体（4E）为第三组分。其中2E和4E是利用常用的生物质小分子丁香酚（eugenol）和香草醛（vanillin）衍生而来。通过经典的巯基-烯点击化学反应，2E、4E和4SH可交联成巯基-烯热固性塑料。研究发现，4E的加入不仅增加了热固性塑料的刚性和机械强度，还可以改善其透光性。当4E含量为30 %（摩尔比），热固性塑料具有强拉伸性能（55MPa），不俗的断裂伸长率(30%)，高光学透过率（90%，400-800 nm）以及均匀的表面形貌，满足柔性透明基底的要求。随后，该三元热固性塑料被用于制备柔性有机太阳能电池。当以PM6:BTP-eC9为活性层时，柔性有机太阳能电池的能量转换效率达到了15.4%，超过了商品化塑料PET的14.5%。此外，在自然环境中，交联的热固性塑料具有良好的光稳定性和热稳定性；相反，在极端条件下(3M NaOH，80°C)，由于碳酸酯、酯和缩醛等基团的存在，该热固性塑料表现出良好的可降解性。该研究为生物基柔性透明基底的设计和制备提供了一种新思路。

J. Tian, Y. You, H. Zhou, H. Li, L. Hu, Y. Tian, H. Xie, Y. Xie, X. Hu, Biobased Thermoset Substrate for Flexible and Sustainable Organic Photovoltaics. Adv. Funct. Mater. 2024, 2400547.

https://doi.org/10.1002/adfm.202400547

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