分会

第二十六分会：有机光伏材料与器件

摘要

有机太阳电池具有轻、薄、可溶液加工和吸光带隙连续可调的优点，区别于无机半导体光伏，在便携能源和建筑集成光伏等领域具有应用前景。发展建筑集成光伏需要制备兼顾能量转换效率、光学与装饰美学等功能性的新型太阳电池，关键科学问题在于如何精准调制太阳电池器件在可见区的透过光谱，获得能量转换效率与可视透过率优化平衡的半透明有机太阳电池（ST-OSCs）。通常，透明电极，例如氧化铟锡和超薄金属不具备选择性透过的特性，会造成非可见区的光谱透过损失，从而降低半透明太阳电池的能量转换效率；同时，超薄金属在沉积生长时容易形成孤岛状的不连续薄膜，导致电极的透光性、导电率及表面粗糙度变差，最终影响电池的光伏和光学性能。因此，发展兼具高能量转换效率和高透过峰值的多彩半透明有机太阳电池具有一定挑战性。 本工作通过高质量法布里-佩罗谐振腔的加成实现了一类能量转换效率（PCE）达到14%和可见透过峰值（TMAX）超过30%的多彩半透明有机太阳电池。1工作中发现自掺杂富勒烯衍生物（Bis-FIMG）电子传输层，2同时具有诱导薄层金属沉积生长的作用，可由此获得高质量超薄金属透明电极。进而构建薄层Ag/TeO2介电层/薄层Ag的光学谐振腔，结合光学模拟指导，对器件的透过光谱在可见光区进行精准调制，最终实现了基于单一光活性层的多彩半透明光伏器件，分别获得TMAX为31.0%、PCE为14.04%的蓝色ST-OSC，TMAX为21.8%、PCE为14.60%的绿色ST-OSC，以及TMAX为25.2%、PCE为14.28%的红色ST-OSC。该工作为发展高性能多彩半透明有机太阳电池提供了一种可行方法。

关键词

多彩;半透明;法布里-佩罗谐振腔;有机太阳电池

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