半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）由于具有能够建造出具有舒适外观的彩色半透明窗户、实现建筑一体化的前景，被认为是生产清洁能源的有效解决方案。原则上，为了实现高的光利用率的目的，半透明有机太阳电池需要尽可能地吸收近紫外（NUV）和近红外（NIR）区域的光子，同时允许可见光的透过。一种理想的活性层选择是将NUV的聚合物给体和NIR的小分子受体结合，在保证高效的光吸收的同时，实现高的透过率。高性能的超宽带隙聚合物能在满足吸收区间处于NUV区域的同时，还应该保证具有匹配的能级结构、良好的迁移率、能够形成合适的形貌。目前，针对超宽带隙聚合物给体的研究相对匮乏，缺乏明确的设计指导以及案例。针对超宽带隙聚合物给体进行不断地研究和探索有助于实现高性能的半透明有机太阳电池，推动半透明有机光伏的发展。

  近日，华南理工大学段春晖教授课题组在Advanced Functional Materials上发表了题为“A 2.20 eV Bandgap Polymer Donor for Efficient Colorful Semitransparent Organic Solar Cells”的论文。针对超宽带隙聚合物设计缺乏具体的思路的情况，该课题组首次提出了设计用于高效ST-OSCs的超宽带隙聚合物的几个关键：（1）构筑给体-给体（D-D）型聚合物骨架以抑制ICT效应；（2）抑制聚合物的共振醌式效应；（3）利用非共价相互作用减小聚合物骨架扭转（图1所示）。

图2.（a，b）聚合物的吸收谱图和聚集特性；（c）材料电化学能级图；（d）聚合物的构象。

图3.（a）基于PBOF的有机太阳电池的J?V曲线和（b）EQE光谱；（c）基于不同分子量PBOF的器件效率变化；（d）载流子迁移率。

图4.基于PBOF的不同D/A比ST-OSCs的（a）J?V曲线；（b）EQE谱；（c）透过谱；（d）QUE谱图；（e）CIE 1931色坐标；（f）彩色窗户。

  总之，该研究为ST-OSCs开辟了一种新的研究方向，证明了超宽带隙聚合物给体在半透明有机太阳电池研究中的价值，为半透明有机光伏材料与器件的研究和开发提供了新思路。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202212601