与无机半导体和钙钛矿材料相比，有机半导体具有不连续的吸收特性，这使得它们在制备半透明器件方面具有独特的优势。基于有机半导体材料的半透明有机太阳能电池（ST-OSC）可应用于外窗玻璃、建筑立面等建筑表面，实现多样化的能量转换途径。通常，半透明有机太阳能电池实际应用的临界平均可见光透射率（AVT）应大于25%，但由于光吸收和光透过之间的权衡，而高的平均可见光透射率总是会导致能量转换效率（PCE）的显着下降。而对于理想的半透明有机太阳能电池器件，它应该充分利用不可见光子来最大化PCE，并最大化可见光子的透过以获得高的AVT，从而实现光利用效率（LUE）的提升。如何实现这些参数的平衡是目前半透明有机太阳能电池发展存在的巨大挑战。

  针对这一难题，南昌大学谌烈教授研究团队首次提出了使用分子量调节的高效顺序沉积（SD）策略来提升半透明有机太阳能电池的性能。首先，他们合成了四批不同分子量的窄带隙聚合物给体PCE10-2F。通过研究发现，调控分子量可以微调聚合物给体的结晶度，不仅有利于形成致密、坚固的薄膜以实现高效的顺序沉积工艺，而且还可以合理控制给体/受体（D/A）相容性实现有利的界面接触和增强电荷解离和传输。再结合双添加剂优化的受体 Y6 薄膜，进一步提高了活性层在不可见光区域的选择性吸收，因此顺序沉积加工的器件整体性能都优于共混旋涂加工的器件，这得益于活性层良好的形貌和更小的能量损失。基于顺序沉积策略处理的PCE10-2F/Y6不透明器件实现了高达14.53%的PCE，获得了基于PCE10体系全窄带隙活性层的最高效率。同时，通过对于器件光学模拟的研究表明，顺序沉积的工艺更有利于对单个层进行方便和精确的控制，以优化可见光的传输，并且同时限制器件性能的下降。从而相应的半透明有机太阳能电池获得了11.11%~10.01% 的高 PCE 和 39.93%~50.05%的高 AVT。更重要的是，制备的半透明器件获得了PCE和AVT的有效平衡，无需复杂的光学调控，实现了LUE超过5%，为半透明有机太阳能电池领域的最佳性能。这些结果表明，分子量调控的顺序沉积法是实现高性能半透明有机太阳能电池一种简单且高效的策略。 

  相关成果发表在能源与环境领域国际顶刊Energy ＆ Environmental Science上。论文的第一作者为南昌大学博士研究生黄学祥，南昌大学谌烈教授为唯一通讯作者，南昌大学为唯一通讯单位，合作者为韩国高丽大学Han Young Woo课题组。

  原文链接：https://doi.org/10.1039/D2EE02392J

  下载：Molecular Weight-regulated Sequential Deposition Strategy Enables Semitransparent Organic Solar Cells with Light Utilization Efficiency over 5%