近日，ng28南宫周惠琼课题组在制备半透明有机太阳能电池方面取得进展。相关研究成果以Semitransparent Organic Solar Cells with Homogeneous Transmission and Colorful Reflection Enabled by an ITO-free MicrocavityArchitecture为题，发表在Advanced Materials杂志。DOI：10.1002/adma.202303844。
半透明有机光伏电池(ST-OPV)由于具有高发电量、隔热和美观等优点，已成为智能建筑集成光伏窗口的候选技术。然而，传统的光学评估方式通常仅针对ST-OPV的透射特性，忽略其反射行为，从而忽略了室内与室外对光学特性的不同需求。此外，本领域缺乏对由不同子器件集成大面积阵列的整体光学评估策略。
为了解决上述问题，我们在半透明有机光伏电池中引入了一种无氧化铟锡(ITO-free)的光学微腔结构，可通过改变器件中不同层的厚度来实现器件透射高均匀和反射颜色的可控调节。为了定量描述半透明有机光伏子器件阵列 (这里的阵列指不同子器件的集合)的透射和反射特性，我们基于子器件的AVT和CIE-1931颜色坐标，原创性地提出了六个光学评估参数。与ITO阵列相比，光学微腔结构（M20-5）阵列具有更丰富多彩的反射外观和更均匀的透射色度。针对电极厚度对器件光场强度影响的研究表明，顶部和底部电极反射系数的适当乘积可以实现更好的彩色反射与器件光伏性能。进一步的光学模拟表明，对于不同的活性层体系，我们通过优化器件活性层及光耦合层的厚度，可以实现器件反射的颜色从红色（R）、橙色（O）、黄色（Y）、绿色（G）到蓝色（B）的可控调节，同时还能够保持较为均匀的透光色度。
这项工作为半透明有机光伏电池的多功能概念应用提供了一个合理的设计与评估方案，推进了其在智能建筑光伏窗方面的实际应用。
图.器件透光反光阵列拍摄；阵列参数评估。
ng28南宫周惠琼研究员、张弘副研究员，北京航空航天大学张渊教授为共同通讯作者。中国科学院大学研究生肖林格为第一作者。此外，论文得到了ng28南宫赵乐老师在椭偏测试上的帮助。该工作得到了国家自然科学基金面上项目和中国科学院战略性先导科技专项B类的资助。
原文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303844
