对有机太阳能电池毫不妥协

根据最新材料科学与技术(STAM)最近的一项研究，研究人员开发出一种半透明有机太阳能电池，其效率和透明度均优于现有的太阳能电池。

半透明有机太阳能电池(OSC)具有为各种应用(如窗户，屋顶覆盖物和温室)提供低成本，大面积能量转换装置的潜力。然而，实现具有高功率转换效率(PCE)和高透明度的半透明OSC具有挑战性。通常，OSC的活性材料由可见吸收的供体聚合物和富勒烯受体的二元混合物组成。通过降低二元膜厚度可以提高电池的平均可见光透射率(AVT); 然而，这是以PCE为代价的，因为较薄的层吸收的太阳光较少。

在STAM研究中，由瑞士联邦材料科学与技术研究所的Mohammed Makha领导的团队通过使用三元混合物绕过了OSC透明度和效率之间的权衡。此外，他们使用通过层压步骤施加的柔性且透明的顶部电极。作为优点，层压过程简单并且与用于从解决方案生产OSC的卷到卷系统兼容。

该团队加入了一种明显吸收的二元聚合物 - 富勒烯混合物，一种染料作为第三种少数成分。染料仅在近红外(NIR)波长区域吸收光，因此不会降低OSC的可见透明度。由于通过NIR吸收产生的额外电流，可以降低聚合物含量而不损害电池性能。证实了具有均匀AVT或51%且PCE为3%的半透明OSC。

研究人员表示，之前已经认识到具有多种受体或供体材料的三元OSC的概念是克服二元混合物的特定限制的策略。然而，到目前为止还没有找到很多成功的三元体系，因为发展中的膜形态难以控制。该团队认为，由于NIR染料和富勒烯之间存在特定的混合相，因此它们的三元混合物表现良好; 因此，该系统可以成功地与其他聚合物一起使用。