降低半透明有机太阳能电池 (ST-OSC) 活性层中吸光材料的含量可提高平均可见光透射率 (AVT)，但会牺牲功率转换效率 (PCE)。这一困境是 ST-OSC 面临的关键挑战。基于此，西安交通大学闫晗团队报道了在次优供体：受体 (D:A) 比率下对聚合物供体进行三苯甲基四(五氟苯基)硼酸盐 (TrTPFB) 掺杂，以此通过提高填充因子 (FF) 来提高光利用效率 (LUE)，相关成果发表于Advanced Functional Materials期刊。次优的 D:A 比率不仅会导致空穴传输网络效率降低，而且还会导致电荷光生成分布变窄。后者会加宽平带区域。这些恶化使电荷扩散成为补偿电荷收集的关键因素。TrTPFB 掺杂主要有助于延长电荷扩散长度，以缓解严重的双分子复合。结果，薄膜 AVT 增加的器件中的 FF 从 65.1% 提升至 72.2%，与具有最佳 D:A 比的本体异质结器件相当。基于三元材料组合的 TrTPFB 掺杂 ST-OSC 实现了 3.51% 的最佳 LUE；此外，经过适当的光学优化后，预计 LUE 为 5.18%。ST-OSC 展示了温室屋顶，其小麦植株的表现优于玻璃屋顶。
论文信息：F. Xue, Y. Xie, Y. Cui, D. Yu Paraschuk, W. Ma, H. Yan, Boosting Fill Factor of Semitransparent Donor-Poor Organic Solar Cells for the Best Light Utilization Efficiency. Adv. Funct. Mater. 2024, 2415617. https://doi.org/10.1002/adfm.202415617
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