近期,资料基因组工程钻研院王生浩教授与中欧学院徐韬副教授合作在高机能半通明光伏器件领域获得进展,在国际驰名期刊《Advanced Science》(影响因子:17.521)颁发题为“High-performance semitransparent organic solar cells: from competing indexes of transparency and efficiency perspectives ”的钻研论文。
半通明有机太阳能电池(ST-OSCs)拥有大面积、低成本、轻便蹬着势,并且能够做成柔性、高显色性、半通明的状态,因而在自供电农业温室园艺和光伏构筑一体化等新型利用领域中展示了怪异的优势,备受青睐。目前,ST-OSCs的发展仍面对着一个主题挑战,即若何同时优化器件的均匀可见光透过率(AVT)和能量转换效能(PCE)这两个相互竞争的参数。这就对ST-OSCs在非可见光区的光利用率提出了更高的要求,尤其在目前仍未被高效利用的近红表区,亟需发展更高效的光捕获步骤以提升ST-OSCs在近红表区的光吸收。

本工作针对ST-OSCs中高光学透过和高光电转换相互竞争这一主题矛盾发展了创新性钻研。首先,优化活性层中聚合物给体和非富勒烯受体资料的配比,加强光敏层的近红表光吸收。其次,发展可溶液加工的基于金纳米双锥的空穴传输层,借助金纳米双锥诱导的局域表表等离激元共振效应和光散射效应进一步地提升光敏层在近红表区的光学吸收。最后,在ST-OSCs的顶电极上引入低/高介电常数的叠层光耦合层,优化器件的可见波段高透过率和近红表波段高反射率,实现两全光敏层光吸收、器件通明度和显色性的最优化设计。结合尝试优化和工艺集成,协同提升ST-OSCs在可见光区的透过率和在近红表区的光电转换效能,获得了PCE达到13.15%、AVT达到25.9%的高机能半通明光伏器件。
j9国际集团为本文第一署名单元,徐韬副教授为论文第一作者,王生浩教授、资料学院钟云波教授以及香港浸会大学朱福荣教授为共同通讯作者。该论文获得了国度天然基金、上海市天然基金、上海市东方学者与启明星打算等项主张支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/full/doi/10.1002/advs.202202150