近日,材料基因組工程研究院王生浩教授&中歐工程技術學院徐韜副教授團隊在高性能半透明有機光伏器件領域取得重要進展🆔，團隊設計了新穎獨特的納米三角架，並利用高通量光耦合層篩選策略，刷新了半透明有機光伏器件的性能記錄🐻，在新能源和材料科學領域頂級期刊《Advanced Materials》（影響因子：29.4）發表題為“Boosting the Performances of Semitransparent Organic PhotovoltaicsviaSynergetic Near-Infrared Light Management”的研究論文。

半透明有機光伏器件（ST-OPV）是新能源光伏研究領域的一個新興熱點，其既透光又發電的特性在光伏一體化建築、汽車天窗以及光伏農業溫室等新型應用場景中展現出巨大的應用潛力。面向半透明光伏這一特殊的光伏應用場景👋，如何在獲得優異可見光透過的同時提升器件的近紅外光吸收能力進而突破其平均可見光透過率（AVT）和能量轉換效率（PCE）之間的競爭關系🐂，是發展高性能ST-OPV亟待解決的一個關鍵問題🌜。對此🫲🏽，需要在研發新材料的基礎上引入更高效的近紅外光捕獲方法從而進一步提升ST-OPV的性能👈🏻。

本工作提出一種面向半透明有機光伏的近紅外光學協同調控策略，最大程度地提升器件的近紅外光吸收能力。首先👩🏿‍🏫，發展了一種液相多步種子生長法，實現對核殼結構PdCu@Au@SiO2納米架的可控製備與器件集成，借助納米架的等離激元近場增強效應與強散射效應以實現對近紅外光的高效捕獲🤲🏿；其次，建立高通量光學分析模型以探尋器件結構和材料甄選的最優組合🧑🏿‍🦰，篩選獲得能夠協同提升器件可見光透過和近紅外光電轉換的多層光耦合層。通過結合基於高通量篩選的光耦合調控與近紅外等離激元光學增益👰‍♂️，基於三元活性層體系PM6:BTP-eC9:L8-BO的ST-OPV獲得了16.14%的PCE（器件封裝後的認證效率達到15.9%）、33.02%的AVT以及5.33%的光利用率（LUE），刷新了半透明光伏領域的效率記錄👷🏿‍♀️。該工作為發展高性能ST-OPV提供了一個新的思路🍒，在具有近紅外光吸收能力的新型有機光伏材料不斷湧現的基礎上🙅🏿‍♂️，通過發展不同類型的近紅外光捕獲手段並優化器件結構設計，可以有效解決ST-OPV中高光學透過和高光電轉換相互競爭這一核心問題，為實現高性能ST-OPV及其未來的實際應用提供獨特的方案🎟。

万事平台為本文第一署名單位，徐韜副教授為論文第一作者，王生浩教授、日本沖繩科學技術大學院大學戚亞冰教授🎞、法國波爾多大學MonaTreguer-Delapierre教授為共同通訊作者🧑🏻‍🦽。材料基因組工程研究院製備與表征中心的王子涵高級實驗師測試了高分辨透射電鏡圖。該論文獲得了國家自然基金、松山湖實驗室開放基金、上海市東方學者與啟明星計劃等項目的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202311305