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  與無機半導體和鈣鈦礦材料相比，有機半導體具有不連續的吸收特性，這使得它們在制備半透明器件方面具有獨特的優勢。基于有機半導體材料的半透明有機太陽能電池（ST-OSC）可應用于外窗玻璃、建筑立面等建筑表面，實現多樣化的能量轉換途徑。通常，半透明有機太陽能電池實際應用的臨界平均可見光透射率（AVT）應大于25%，但由于光吸收和光透過之間的權衡，而高的平均可見光透射率總是會導致能量轉換效率（PCE）的顯著下降。而對于理想的半透明有機太陽能電池器件，它應該充分利用不可見光子來最大化PCE，并最大化可見光子的透過以獲得高的AVT，從而實現光利用效率（LUE）的提升。如何實現這些參數的平衡是目前半透明有機太陽能電池發展存在的巨大挑戰。

  針對這一難題，南昌大學諶烈教授研究團隊首次提出了使用分子量調節的高效順序沉積（SD）策略來提升半透明有機太陽能電池的性能。首先，他們合成了四批不同分子量的窄帶隙聚合物給體PCE10-2F。通過研究發現，調控分子量可以微調聚合物給體的結晶度，不僅有利于形成致密、堅固的薄膜以實現高效的順序沉積工藝，而且還可以合理控制給體/受體（D/A）相容性實現有利的界面接觸和增強電荷解離和傳輸。再結合雙添加劑優化的受體 Y6 薄膜，進一步提高了活性層在不可見光區域的選擇性吸收，因此順序沉積加工的器件整體性能都優于共混旋涂加工的器件，這得益于活性層良好的形貌和更小的能量損失。基于順序沉積策略處理的PCE10-2F/Y6不透明器件實現了高達14.53%的PCE，獲得了基于PCE10體系全窄帶隙活性層的最高效率。同時，通過對于器件光學模擬的研究表明，順序沉積的工藝更有利于對單個層進行方便和精確的控制，以優化可見光的傳輸，并且同時限制器件性能的下降。從而相應的半透明有機太陽能電池獲得了11.11%~10.01% 的高 PCE 和 39.93%~50.05%的高 AVT。更重要的是，制備的半透明器件獲得了PCE和AVT的有效平衡，無需復雜的光學調控，實現了LUE超過5%，為半透明有機太陽能電池領域的最佳性能。這些結果表明，分子量調控的順序沉積法是實現高性能半透明有機太陽能電池一種簡單且高效的策略。 

  相關成果發表在能源與環境領域國際頂刊Energy ＆ Environmental Science上。論文的第一作者為南昌大學博士研究生黃學祥，南昌大學諶烈教授為唯一通訊作者，南昌大學為唯一通訊單位，合作者為韓國高麗大學Han Young Woo課題組。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2EE02392J

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