日本理化學研究所于2015年9月24日宣布，開發出了耐熱性大幅提高的有機薄膜太陽能電池(OPV)。相關論文已刊登在學術雜志《Nature》的在線版“ScientificReports”上。

OPV比硅類太陽能電池等耐用性差，這是其遲遲得不到實用化的原因之一。雖然降低耐用性的紫外線、水及氧氣等因素可通過封裝材料等解決，但對于耐熱性卻沒有很好的處理方法。此次開發的技術大幅提高了耐熱性，有可能成為加快OPV實用化的重要一步。此次試制的OPV元件的能量轉換效率最高為9.0%，在研究所的試制實例中是比較高的。

(a)是此次開發的OPV元件的耐熱性試驗結果。紅色折線為HTL采用氧化鎢(WOx)的元件，藍色折線為HTL采用MoOx的元件，黑色折線是原來的采用p型半導體材料的元件。(b)是元件構造的概要。

開發出這項技術的是日本理化學研究所創發特性科學研究中心創發分子功能研發組高級研究員尾坂格等人。提高耐熱性的關鍵是作為p型半導體材料采用了新開發的高分子材料“PTzNTz(thiopheneandthiazolothiazole)”。

在500小時的耐熱性試驗中沒有劣化

尾坂等人采用這種PTzNTz和n型半導體材料——富勒烯誘導體，作為活性層材料，試制出了OPV元件。為評估其耐熱性，將OPV元件放在攝氏85度的氮氣中保存了500個小時。

原來采用p型半導體材料的OPV元件在同樣的耐熱性評估中，能源效率會降至初期值的大約40%，而此次經過500小時后，能源效率為初期值的大約90%，耐熱性大幅提高。另外，此次將OPV元件的正極與活性層之間的空穴運輸層(HTL)的材料由鉬氧化物(MoOx)換成鎢氧化物(WOx)，進行了相同的試驗，結果發現能源效率為8.3%，基本沒有降低。

這種OPV元件的能量轉換效率最高值為9.0%，此時的開路電壓(VOC)為0.84V，短路電流(JSC)為16.0mA，填充因子(FF)為0.67。