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Al(acac)3新型阴极缓冲层助力实现高效、大面积且稳定的半透明有机太阳能电池
摘要： 电极缓冲层在半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）中比不透明器件更为关键，因为除了功率转换效率（PCE）外，还需满足平均可见光透射率（AVT）和显色指数（CRI）的额外要求。本文通过温和旋涂结合低温热处理工艺，开发了一种新型阴极缓冲层材料——乙酰丙酮铝（Al(acac)3）。研究表明，Al(acac)3薄膜具有优异的光学特性和适宜的能级结构：10 nm厚度的Al(acac)3薄膜在可见光及近红外区域的吸收率低至1%，透射率高达95%，确保了光活性层的充分吸收并为ST-OSCs提供高显色性；其匹配的能级结构则保障了电子传输与收集过程的顺畅。将该薄膜引入ST-OSCs后，基于PM6:Y6的器件实现了12.41%的效率、25.33%的AVT（370-740 nm波长范围）及94.6的显色指数。值得注意的是，采用Al(acac)3缓冲层的100 mm2大面积ST-OSC器件仍保持11.28%的效率。长期稳定性测试显示，封装器件在连续光照60小时后仍维持初始PCE的60%。结果表明，Al(acac)3是制备高效、大面积且稳定的半透明有机太阳能电池的理想阴极缓冲层材料。
关键词： 半透明有机太阳能电池、阴极缓冲层、稳定性、乙酰丙酮铝、大面积器件
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于仿生光谱选择性电极的窄带通高效半透明有机太阳能电池
摘要： 涉及颜色、亮度和光泽度的视觉美学对于建筑一体化光伏技术至关重要。半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）因其优越的透明度和效率被视为最具前景的候选方案。然而，实现高色彩纯度的窄带通透射光通常会导致ST-OSCs的透明度严重降低。本文通过模仿甲虫表皮的集成策略，提出了一种光谱选择性电极（SSE），用于制备兼具高效和长期稳定性的窄带通ST-OSCs。该SSE能实现高效的光选择性透过，从而产生从紫色到红色的可调谐窄带通透射光。彩色ST-OSCs的最佳功率转换效率达到15.07%，其色彩纯度接近100%，峰值透射率接近30%。由于具备光反射和防潮能力，采用该SSE制备的ST-OSCs长期稳定性也得到提升。明亮多彩ST-OSCs的实现还表明SSE在发光二极管、激光器和光电探测器中的应用潜力。
关键词： 甲虫表皮、视觉美学、色彩纯度、半透明有机太阳能电池、长期稳定性
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有混合电极-镜面微腔结构的高效高峰值透射率彩色半透明有机太阳能电池
摘要： 微腔是一种通过将透射光谱调控为窄峰来制造高色彩纯度彩色半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）的有效方法。然而，在此类彩色半透明器件中，高功率转换效率（PCE）与高峰值透射率尚未同时实现。本文提出一种新型微腔结构，采用混合Au/Ag电极作为反射镜、WO3作为间隔层，实现了兼具高PCE与高峰值透射率的彩色ST-OSCs。首先证明：相较于采用Ag电极反射镜的参照器件，混合Au/Ag电极反射镜使PCE和峰值透射率分别提升7.7%和5.5%。优化后器件PCE达到9%以上令人满意的数值，峰值透射率超过25%——该PCE值是目前报道的相同峰值透射率微腔基ST-OSCs中的最高纪录。其次证明：利用微腔二阶共振可收窄透射峰从而提升绿色ST-OSCs的色彩纯度，而二阶与三阶共振的组合能构建混合色彩的彩色ST-OSCs。由此开发出基于微腔高阶共振模式调控ST-OSCs颜色的新方法。
关键词： 透明度、颜色混合、颜色可调性、半透明有机太阳能电池、界面优化、混合金/银电极、微腔、效率
更新于2025-09-12 10:27:22
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具有优异红外光子抑制性能的多功能半透明有机太阳能电池
摘要： 半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）有望开创区别于传统无机太阳能电池的广阔应用前景，例如兼具发电与隔热功能的透视节能窗。然而要实现这一目标仍面临重大挑战，特别是需要平衡光电转换效率（PCE）、平均可见光透过率（AVT）以及低能红外光子辐射阻隔（IRR）等关键参数，才能充分发挥ST-OSCs的潜力。本研究通过有机材料、透明电极与红外光子反射器的协同集成，展示了ST-OSCs的新型设计方案。借助光学模拟技术，这种具有精准布局的新型ST-OSCs展现出卓越性能：可见光透过率近30%，光电转换效率达7.3%，同时具备超过93%（780-2500纳米波段）的优异红外阻隔率，是目前最具前景的多功能ST-OSCs之一，在窗用领域极具应用潜力。
关键词： 分布式布拉格反射器、半透明有机太阳能电池、超薄银层、平均可见光透过率、红外辐射阻隔
更新于2025-09-12 10:27:22
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具有0.46V低电压损耗的高效有机太阳能电池
摘要： 活性组分的最新进展为有机太阳能电池(OSCs)带来了显著突破，但其机理仍需深入理解。本研究开发了两种电子受体——线性SN6-2Br和V形BTP-2Br，通过在稠环中引入氮原子替代传统的sp3杂化碳原子。BTP-2Br具有缺电子中心核，相比SN6-2Br表现出轻微蓝移的吸收光谱和更深的HOMO能级?；赩形BTP-2Br的器件光伏性能尤为优异，特别是在短路电流(Jsc)方面，尽管SN6-2Br具有更强的吸收能力和载流子迁移率。BTP-2Br获得更高Jsc的主要原因在于共混物中更快的激子扩散与解离速率。最终，PBDB-TF:BTP-2Br器件实现了13.84%的功率转换效率(PCE)，且电压损失仅0.46 V，创下了迄今报道的最低值之一。此外，我们制备的半透明OSCs展现出9.62%的优异PCE和20.1%的平均可见光透过率。
关键词： 有机太阳能电池，高效率，半透明有机太阳能电池，缺电子中心核，低电压损耗
更新于2025-09-11 14:15:04