鑽石舞台

摘要：華南理工大學陳軍武教授課題組以一種帶隙高達3.0 eV的UV吸收波段的低成本熒光聚合物作為主給體、以中等帶隙聚合物為次給體來搭配近紅外吸收波段受體材料，該三元半透明有機太陽能電池相比傳統二元器件可實現可見光透過率、顯色指數和色溫的大幅提高。

關鍵詞：半透明有機太陽能電池、可見光透過率、色溫、寬帶隙聚合物、三元有機太陽能電池

有機太陽能電池(OPV)具有質輕，可製備成半透明或者柔性器件的特點而在能源領域受到廣泛關注。半透明OPV與傳統OPV的主要區別在於使用透明背電極。半透明OPV可以把太陽光中的近紅外波段、UV波段、少部分可見光用來發電，並讓大部分可見光透過，因此是一種隔熱和隔UV的透明式發電器件，這些特點相比其它光伏技術具有明顯優勢。半透明OPV在新型隔熱建築外牆、普通窗戶玻璃和窗簾、汽車隔熱天窗、優育型農業大棚等方面具有廣泛應用前景。從面向建築窗戶等應用出發，實現高可見光透過率(AVT)、中性色溫（CCT）和高顯色指數（CRI）的高效率半透明OPV十分關鍵。

近日，華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室陳軍武教授課題組使用了一種吸收UV光的寬帶隙材料FC-S1作為主給體，以中等帶隙聚合物PM6為次給體來搭配近紅外吸收波段受體材料Y6-BO製備了三元OPV活性層（圖1）。FC-S1的主鏈主要由低成本的共軛單元芴和咔唑構成，只含有極少量（1%）的噻咯（silole）單元，幾乎不吸收可見光。通過減少中等帶隙聚合物PM6用量以及搭配近紅外吸收受體可明顯提高器件的可見光透過率(AVT)。三元活性層FC-S1:PM6:Y6-BO=1:0.3:1.5的厚度為30nm，可節省材料消耗；三元半透明OPV展現了高達49.28%的AVT，大幅優於對比二元器件的32.34%；三元半透明OPV實現了6.01%效率，只略低於對比二元器件的7.15%效率；三元半透明OPV器件的透過光譜對應6916K色溫和87.2的顯色指數，色溫十分接近標準D65光源(6500K)，相比二元器件更加接近中性色。總體上，這篇報導提供了一種實現半透明OPV器件的高性能低成本活性層的方法。