有机光伏电池（Organic photovoltaics, OPV）具有轻、薄、柔性、半透明、可溶液法印刷制备等长处，在便携式光伏电池及可柔性穿戴电子器材自供电方面展示出巨大的运用潜力。当时，真空蒸镀依然是OPV顶电极的干流制备办法，该办法周期长、产率低、本钱高，已经成为约束OPV卷对卷印刷的瓶颈。研讨能够统筹器材功率且适用于产业化出产的新式电极资料和制备工艺，对OPV的顶电极进行溶液法打印，然后完成OPV器材的全印刷制备，对推进OPV产业化进程具有重要意义。

  菲尔德合金（Field’s Metal，FM）是一种低熔点（62 °C）合金，具有高电导率和适宜作为OPV阴极的低功函数，且成膜进程只需要经过调理温度来完成液态到固态的相变，无需真空、不触及溶剂蒸腾，是抱负的OPV顶电极资料。但是，因为低温合金表面张力大，将其打印成厚度与宽度可控的薄膜电极，依然是一项具有挑战性的作业。南边科技大学邓巍巍教授团队选用柔性刮涂法，快速、快捷地刮涂制备菲尔德合金薄膜作为OPV器材顶电极，并在此基础上制备出高功能全印刷OPV器材（图1d）。论文以“Blade coating of alloy as top electrodes for efficient all-printed organic photovoltaics”为题，宣布在Advanced Functional Materials上。

  柔性刮涂设备如图1a所示，所用柔性刮片为特氟龙薄片。运用柔性刮片刮涂（图 2a）能够确保刮涂进程中刮片和掩模的严密触摸，防止熔融合金的走漏。钨片加工的掩模版用来约束薄膜的宽度和厚度。刮涂进程中基板温度保持在68 °C，使FM处于熔融状况。经过三维移动渠道操控刮片的移动速度和下压力进行刮涂。

  研讨了柔性刮涂合金进程中的流体力学和资料力学问题，沿与刮涂方向平行（图 2b）和笔直（图 2c）方向别离对刮片进行了受力剖析。在平行方向，刮片和掩模开口部分构成连通器，刮涂前端的熔融合金在重力的效果下回流，与氧化膜的表面张力到达平衡，然后构成厚度大于掩模厚度的薄膜。在笔直方向，跟着下压间隔Δz的添加，刮片的散布载荷呈线e），且曲折程度增大（图 2d）。为防止刮片曲折触碰基底损坏有机层，最大挠度应小于掩膜厚度。图2g、h、i别离显现了散布载荷、掩模宽度和刮涂速度对低温合金薄膜厚度的影响。可根据实际需要调整掩模宽度、下压力和刮涂速度，然后取得厚度适宜的电极。

  根据D18:Y6活性层系统，在旋涂了有机层薄膜的基片上刮涂菲尔德合金顶电极，光电转化功率到达17.28%（图3a）。根据PM6:Y6活性层系统的全印刷OPV器材，选用刮涂菲尔德合金顶电极，其他有机层均选用柔性微梳刷涂制备，光电转化功率到达16.07%，为现在报导的全印刷OPV最高功率（图3b）。此外，刮涂合金电极器材比蒸镀银电极的器材具有更好的热稳定性和空气稳定性（图3c和d）。在光照和加热120 h后（图3e），银电极边际显着变得含糊，色彩变成黑褐色。这表明银电极产生氧化蜕变，导致器材功能的退化。但是，菲尔德合金电极在光照和加热120 h后，边际依然明晰，且色彩没有产生变化，阐明菲尔德合金电极没有产生蜕变。因而，菲尔德合金电极能有用进步全印刷有机光伏器材在光照和高温条件下的稳定性。

  南边科技大学为本文的榜首单位和通讯单位。力学与航空航天工程系邓巍巍教授和前沿与交叉科学研讨院赵新彦研讨副教授为一起通讯作者。2020级硕士生刘霖娜和2022级博士生于博洋为一起榜首作者，2022级硕士生康梁钰淇为一起作者。该研讨取得了国家自然科学基金和深圳市软资料力学与智造要点实验室的支撑。

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