基于两个超窄带隙非富勒烯受体的半透明聚合物太阳能电池

　　半透明太阳能电池（PSCs）由于其在建筑光伏等领域的潜在应用而受到广泛关注。功率转换效率(PCE)和平均可见透过率(AVT)是半透明PSCs的两个主要参数。PCE与AVT之间通常存在竞争关系，如何同时提高半透明PSCs的PCE和AVT是一个很大的挑战。本北京交通大学张福俊课题组以窄或超窄带隙材料为活性层，制备了半透明三元PSCs。半透明三元PSCs的PCE和AVT可以同时得到改善，这在其他文献中从未报道过。他们首先以100 nm银为电极，在不透明PSCs中优化了第三组分IEICO-4F的含量。通过在受体中加入15% wt% IEICO-4F，不透明PSCs的PCE提高到11.94%，其短路电流，开路电压和填充因子均得到优化。一个有趣的现象还被观察到：三元混合薄膜的吸收边和比两种二元混合薄膜的吸收边相比明显地红移。近红外区域光子捕获的增强将有助于性能的提高，特别是对于没有AVT损失的半透明PSCs。在不透明PSCs的最佳实验条件基础上，他们以15nm银为电极，制备了导电率和透射率相对平衡的半透明PSCs。与基于PTB7-Th: COi8DFIC的半透明二元PSCs相比，半透明三元的PCE和AVT同时提高到8.23%和20.78%。 

　　该工作自2018年10月出版至今被引10次（谷歌学术）。https://cc.glgoo.top/scholar?q=Simultaneously+improved+efficiency+and+average+visible+transmittance+of+semitransparent+polymer+solar+cells+with+two+ultra-narrow+bandgap+nonfullerene+acceptors%E2%80%A0 

　　在北京同步辐射装置（BSRF）1W1A-漫散射实验站，通过掠入射X射线衍射（GIXD）测量，他们研究了不同IEICO-4F的含量对混合薄膜内分子排布方式的影响。随着受体中IEICO-4F含量的增多，混合薄膜面内方向的（100）衍射峰强度先增大后减小。增加和减少的（100）衍射峰强度表明，适量的IEICO-4F可以调节PTB7-Th分子排列，这很好地解释了相应有源层中迁移率的变化。同时，混合薄膜面外方向的（010）衍射峰略向高衍射矢量（q）值偏移，这表明更紧密的π-π堆积。更加有序的face-on取向和更加紧密的π-π堆积有利于电荷沿着垂直基底方向传输，这可以很好地解释优化后的三元PSCs的电荷迁移率增强和相对较大的FF。 

　　发表文章： 

　　Xiaoling Ma, Zuo Xiao, Qiaoshi An, Miao Zhang, Zhenghao Hu, Jianxiao Wang, Liming Ding * and Fujun Zhang*, Simultaneously improved efficiency and average visible transmittance of semitransparent polymer solar cells with two ultra-narrow bandgap nonfullerene acceptors. J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 21485.