有机太阳能电池（Organic solar cells，OSCs）具有柔性﹑轻薄﹑成本低以及可印刷和卷对卷制造的巨大优势，引起了广泛的关注。目前，大部分OSC基于刚性玻璃基板，而柔性OSC是其商业化应用的重要途径之一。可印刷﹑便携式和可穿戴式的柔性OSC产品能抢占传统硅光伏市场的份额。常见的柔性OSC由柔性透明电极（Flexible transparent electrode，FTE）﹑活性层和低功函金属修饰的阴极组成的三明治结构。通过印刷﹑卷对卷和刮涂等工艺，有望开发出高效率﹑柔性和低成本的光伏组件。因此，研究者和商业家应共同努力提高光伏器件的性能，并探求OSC产品柔性化和低成本化的解决方案。低温全溶液加工非常适合印刷﹑卷对卷和刮涂加工，并且使柔性OSC产品具有低成本的优势。
在柔性PV中，最常用的FTE是金属掺杂的金属氧化物（Metal doped metal oxide，MMO），例如铟掺杂的氧化锡（ITO）。然而，ITO在塑料基板上存在机械脆性和导电性差问题；另外，通过高温真空溅射法制备MMO，使得MMO价格昂贵，且与印刷和卷对卷不兼容。作为MMO的替代物，聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）薄膜的成本相对较低，并且具有高的光学和电学特性，优异的热稳定性，良好的柔韧性等。在前期的工作中，我们报道了高温甲磺酸方法和转移PEDOT:PSS方法，基于P3HT:PCBM和PBDTT-S-TT:PC71BM柔性OSC分别表现了3.92%[1]和6.42％[2]的能量转换效率（PCE）。这种OSC器件的PCE和机械柔性有待进一步加强。
尽管强酸处理能显著提高PEDOT:PSS薄膜的导电率，但大多数强酸处理易破坏塑料衬底，影响器件的机械柔性。为了制备高导电性PEDOT:PSS并避免破坏塑料衬底，一条路线是使用转移-印刷方法。然而，转印-印刷工艺复杂苛刻，要严格调控界面间的范德华力。另一种途径是制备金属/ PEDOT：PSS的双层结构的电极。利用金属薄膜提高电极的方块电阻，然而，PEDOT:PSS薄膜的导电率（500-1000 S/cm）有待提高；另外，PEDOT:PSS水分散体酸性强（pH=1），对金属有腐蚀破坏作用，会降低电极和器件的性能。而室温温和甲磺酸处理为制备高性能柔性的PEDOT:PSS 的塑料电极提供了一条简单而有效的途径。
与强氧化性和强溶解性的H2SO4和HNO3处理不同，无强氧化性和无强溶解性的甲磺酸不会氧化破坏塑料衬底的柔性，从而保护了塑料衬底。与先前报道的高温甲磺酸处理相比较，这种低温条件下的甲磺酸可进一步抑制酸对塑料衬底的破坏，不会急剧去除PSS成分而使薄膜粗糙，能诱导出功函更匹配的PEDOT:PSS电极（≈4.91 eV）。我们期望利用这种简单的低温温和酸处理策略，实现全溶液加工﹑高能量转换效率和柔性的OSC器件的研制。相关研究成果“All‐Solution‐Processed Metal‐Oxide‐Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10% Efficiency”为题发表在Advanced Materials上。
[1] X. Fan, J. Z. Wang, H. B. Wang, X. Liu, H. Wang*. Bendable ITO-free organic solar cells with highly conductive
and flexible PEDOT:PSS electrodes on plastic substrates. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 16287.
[2] X. Fan, B. Xu*, S. Liu, C. Cui, J. Wang, F. Yan*. Transfer-printed PEDOT:PSS electrodes using mild acids for
high conductivity and improved stability with application to flexible organic solar cells. ACS Appl. Mater.
Interfaces 2016, 8, 14029.
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