Angew. Chem. ：设计具有超低非辐射电压损失的近红外非富勒烯受体用于高性能半透明三元有机太阳能电池

半透明有机太阳能电池因其在建筑一体化发电窗和农业光伏温室等应用，被认为是有机光伏中最有市场竞争力的应用技术之一。理论预测表明，半透明电池的最优光学带隙明显小于不透明器件的最优带隙。但是根据能隙定律，较低的带隙可能会减弱分子的发光性质，导致非辐射电压损失的增加。同时，考虑到富勒烯的的多样性，多组分有机太阳能电池，因其易于调控的吸收、能级排列和形貌，被认为是构建高性能单结器件的有效策略。因此，通过掺入更窄带隙低能量损失的第三组分构建近红外互补吸收可能是实现高性能半透明有机太阳能的一种可行方法。

近日，中国科学院化学研究所朱晓张研究院课题组通过元素掺杂的策略，设计合成了一个具有相比Y6显著红移的非富勒烯受体SN，基于PM6:SN的光伏器件表现出极低非辐射能量损失（0.15 eV），已经小于单晶硅电池中相应的非辐射能量损失。将SN掺入PM6:Y6构筑的三元电池取得了提高的能量转换效率（17.5%）和降低的非辐射能量损失（0.22 eV）。

受益于扩展的近红外吸收和较低的开压损失，基于PM6:Y6:SN的半透明有机太阳能电池，在最优的10 nm Ag电极厚度下，在20%的人眼矫正的可见光透过率下首次获得了超过14%的能量转换效率。这超过了与其相比具有更宽带隙的半透明电池效率（尽管其不透明器件的性能相近），印证了该课题组之前提出的构建近红外互补吸收实现高性能半透明有机太阳能电池的策略。

论文信息：

Design of Near-Infrared Nonfullerene Acceptor with Ultralow Nonradiative Voltage Loss for High-Performance Semitransparent Ternary Organic Solar Cells

Wuyue Liu,Shaoming Sun,Liang Zhou,Yong Cui,Prof. Wenkai Zhang,Jianhui Hou,Dr. Feng Liu,Dr. Shengjie Xu,Prof. Xiaozhang Zhu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202116111

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