自然界最常见的有机材料之一——木质素——可用于制造稳定且环保的有机太阳能电池。林雪平大学和皇家理工学院(KTH)的研究人员现已证明，未经处理的硫酸盐木质素可用于使太阳能电池更加环保和可靠。该研究已发表在《先进材料》杂志上。

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，但其制造过程耗能且复杂，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。

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取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，并且是用木质替代品取代当今石油基材料的第一步。”林雪平大学有机电子实验室(LOE)。

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。

“我们用硫酸盐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。硫酸盐木质素的优点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QilunZhang说道。

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。Fahlman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。但它们的优势在于无毒、可持续且廉价。如果它们的效率达到15%–20%，对于大多数应用来说就足够了，”Fahlman说。