分會

第二十六分會：有機光伏材料與器件

摘要

有機太陽電池具有輕、薄、可溶液加工和吸光帶隙連續(xù)可調(diào)的優(yōu)點，區(qū)別于無機半導(dǎo)體光伏，在便攜能源和建筑集成光伏等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。發(fā)展建筑集成光伏需要制備兼顧能量轉(zhuǎn)換效率、光學(xué)與裝飾美學(xué)等功能性的新型太陽電池，關(guān)鍵科學(xué)問題在于如何精準調(diào)制太陽電池器件在可見區(qū)的透過光譜，獲得能量轉(zhuǎn)換效率與可視透過率優(yōu)化平衡的半透明有機太陽電池（ST-OSCs）。通常，透明電極，例如氧化銦錫和超薄金屬不具備選擇性透過的特性，會造成非可見區(qū)的光譜透過損失，從而降低半透明太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率；同時，超薄金屬在沉積生長時容易形成孤島狀的不連續(xù)薄膜，導(dǎo)致電極的透光性、導(dǎo)電率及表面粗糙度變差，最終影響電池的光伏和光學(xué)性能。因此，發(fā)展兼具高能量轉(zhuǎn)換效率和高透過峰值的多彩半透明有機太陽電池具有一定挑戰(zhàn)性。 本工作通過高質(zhì)量法布里-佩羅諧振腔的加成實現(xiàn)了一類能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）達到14%和可見透過峰值（TMAX）超過30%的多彩半透明有機太陽電池。1工作中發(fā)現(xiàn)自摻雜富勒烯衍生物（Bis-FIMG）電子傳輸層，2同時具有誘導(dǎo)薄層金屬沉積生長的作用，可由此獲得高質(zhì)量超薄金屬透明電極。進而構(gòu)建薄層Ag/TeO2介電層/薄層Ag的光學(xué)諧振腔，結(jié)合光學(xué)模擬指導(dǎo)，對器件的透過光譜在可見光區(qū)進行精準調(diào)制，最終實現(xiàn)了基于單一光活性層的多彩半透明光伏器件，分別獲得TMAX為31.0%、PCE為14.04%的藍色ST-OSC，TMAX為21.8%、PCE為14.60%的綠色ST-OSC，以及TMAX為25.2%、PCE為14.28%的紅色ST-OSC。該工作為發(fā)展高性能多彩半透明有機太陽電池提供了一種可行方法。

關(guān)鍵詞

多彩;半透明;法布里-佩羅諧振腔;有機太陽電池

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