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华南理工黄飞&张凯团队AEM:半透明有机太阳能电池效率超过15%发表时间：2022-04-18 09:49作者：知研光电材料 导语：研究人员将小分子2PACz引入基于PM6:Y6-BO的有机太阳能电池之中，制备的半透明器件效率可超过15%。华南理工黄飞&张凯团队AEM:半透明有机太阳能电池效率超过15% 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。 文献直通车请点击左下方链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 1.前言回顾 由于分子和聚合物的分子内电荷转移特性，有机半导体具有不连续吸收，其可以在近红外（NIR）区域选择性吸收光子，并通过改变化学结构来传输大量可见光子。此外， 许多有机半导体具有高吸收系数（≈105 cm−1），对于开发半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）非常有利，可以应用在建筑集成光伏、农业温室、汽车窗户等众多方面。 与主要关注光电转换效率（PCE）的不透明器件不同，ST-OSCs也非常重视可见光区域的透明度，并采用平均可见光透过率（AVT）来评估其透明功能。然而，透明功能和光伏性能之间存在折衷关系，这是因为提高光传输通常会降低光子的利用量。因此，目前各种材料设计和器件工程现已广泛用于调节AVT和PCE之间的内在矛盾。理想情况下，ST-OSCs中的光吸收材料应在近红外区域具有主吸收，在可见光区域具有弱吸收。此外，相关研究结果表明，降低体异质结（BHJ）中的宽带隙给体含量是调节活性层透射光谱的一种简单而有效的策略。  2.文献简介 有鉴于此，近日，华南理工大学黄飞教授、张凯副研究员团队提出了一种在低给体含量的BHJ中开发高效的ST-OSCs的简单策略。研究人员将小分子2PACz引入基于PM6:Y6-BO的OSCs之中。研究发现，2PACz的引入显著改善了PCE，尤其是在给体含量较低的情况下，例如，当D:A比为1:3时，填充因子（FF）可以提高到75.5%，远高于没有2PACz的对照器件（PCE=15.0%，FF=70.5%）。进一步的研究表明，2PACz增强了器件中有效的电荷提取，同时可以减轻电荷复合。而FF的增强主要归因于器件内增强的内置电场、降低的电荷传输电阻和良好的电荷传输形态。  此外，考虑到2PACz会自发迁移到BHJ底部并形成原位自组织夹层的独特性质，在没有PEDOT:PSS阳极层的情况下，研究人员进一步制备了具有简化器件结构的ST-OSCs。最终，当AVT为19.2%时，该器件的PCE达到了15.2%，是目前AVT约为20%的ST-OSCs中PCE最高值。通过对超薄金属电极和活性层厚度的仔细优化，相关器件获得了令人印象深刻的光利用率（LUE）为3.39%，AVT为30.0%，PCE为11.3%。  3.文献总结 综上，该工作提供了一种简单有效的策略来提高ST-OSCs的PCE，同时能够保持合理的AVT，有利于ST-OSCs的进一步商业化应用。相关研究成果最新发表于国际顶级能源期刊《Advanced Energy Materials》上，题为“Semitransparent Organic Solar Cells with Efficiency Surpassing 15%”。 本文关键词：有机太阳能电池，半透明器件，平均可见光透过率，光利用率。 4.材料推荐     |
