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  半透明是有機(jī)太陽(yáng)能電池(OSCs)最吸引人的特性之一，因?yàn)橛袡C(jī)材料的吸收光譜可以通過(guò)化學(xué)修飾調(diào)節(jié)到近紅外(NIR)區(qū)域進(jìn)行光伏過(guò)程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光的透過(guò)，這使得它們適用于室外建筑或車載應(yīng)用的半透明光伏器件(ST-PV)。與基于小分子受體(SMA)的太陽(yáng)能電池相比，利用聚合物受體的全聚合物太陽(yáng)能電池(all-PSCs)表現(xiàn)出優(yōu)越的機(jī)械穩(wěn)定性、光熱穩(wěn)定性和易于大規(guī)模制造的工藝。然而，用于ST-PV的近紅外受體材料卻鮮有報(bào)道，特別是用于高效、穩(wěn)定的半透明all-PSC領(lǐng)域的高性能聚合物受體。

圖1. 本文涉及的聚合物結(jié)構(gòu)、紫外可見(jiàn)吸收光譜以及能級(jí)結(jié)果

圖2. 光伏器件的結(jié)構(gòu)及光伏效率表征結(jié)果；器件物理結(jié)果：激子解離、電荷收集、電荷復(fù)合過(guò)程。

圖3. 結(jié)晶性與相分離表征結(jié)果（GIWAXS & GISAXS）

圖4.能量損耗的實(shí)驗(yàn)表征

圖5. 半透明器件的相關(guān)表征

  最后，由于PYSe2F-T的器件中更為拓寬的近紅外響應(yīng)，這將有希望其在ST-OPV中同樣實(shí)現(xiàn)較高的能量轉(zhuǎn)換效率。當(dāng)PM6:PYSe2F-T器件的透過(guò)率（AVT）為26.2%時(shí), 其器件效率同樣可以維持可觀的12.52%。以上結(jié)果得益于多氟化+硒化協(xié)同作用，此結(jié)果也是目前最高的半透明全聚合物記錄效率。此外，通過(guò)戶外裝置(圖5d)照片可以看到半透明效果非常明顯。

  小結(jié)：綜上所述，新型近紅外聚合物受體PYSe2F-T在硒化骨架的端基單元上進(jìn)行了多氟化，在近紅外區(qū)域表現(xiàn)出非常強(qiáng)的光譜響應(yīng)，吸收邊可拓展到~1000 nm。由于PM6:PYSe2F-T的近紅外吸收增強(qiáng)，其ST-PV效率仍然可以實(shí)現(xiàn)12.52%。本研究證明了氟化+硒化協(xié)同作用，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)提升聚合物受體的光譜與堆積性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的半透明全聚合物太陽(yáng)能電池。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202400131

通訊作者簡(jiǎn)介

于涵博士簡(jiǎn)介

2017年本科畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院（導(dǎo)師：趙達(dá)慧教授），隨后進(jìn)入香港科技大學(xué)化學(xué)系攻讀研究生，于2021年獲得博士學(xué)位（導(dǎo)師：顏河教授）。畢業(yè)后獲得香港特別行政區(qū)創(chuàng)新科技署-創(chuàng)新科技基金博士后資助項(xiàng)目，2021-2024年于香港科技大學(xué)繼續(xù)博士后研究，2024起擔(dān)任香港科技大學(xué)化學(xué)系科研助理教授。于涵博士主要從事新型聚合物光伏受體材料的設(shè)計(jì)與合成工作，著眼于探索新型聚合物光伏受體之間的構(gòu)效關(guān)系，在基于全聚合物太陽(yáng)能電池的效率與穩(wěn)定性方面取得了重要的創(chuàng)新性研究成果，并數(shù)次創(chuàng)造全聚合物太陽(yáng)能電池的效率紀(jì)錄。于涵博士共發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文53篇，其中以第一作者/共同第一作者/通訊作者發(fā)表在《Nature Review Materials》、《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Angewandte Chemie》、《Joule》、《Advanced Energy Materials》、《Advanced Functional Materials》等期刊的24篇論文，引用次數(shù)超過(guò)2900次，H因子: 29。目前仍主要從事光伏材料的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，用于高效率、高穩(wěn)定性、同時(shí)易于大規(guī)模加工的柔性有機(jī)太陽(yáng)能電池器件應(yīng)用。

顏河教授簡(jiǎn)介

顏河教授于2000年本科畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)系；2004年在美國(guó)西北大學(xué)獲得博士學(xué)位，師從美國(guó)總統(tǒng)獎(jiǎng)獲得者Tobin Marks教授。2006-2011年帶領(lǐng)polyera公司的研究小組研發(fā)柔性顯示器和太陽(yáng)能電池材料。2012年至今就職于香港科技大學(xué)化學(xué)系，并于2023年成為香港科技大學(xué)講席教授。顏河教授在有機(jī)及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域做出了杰出的貢獻(xiàn)，發(fā)表論文370余篇，被引用超48000次，H因子105，并于2020年獲得了騰訊“科學(xué)探索獎(jiǎng)”，同年擔(dān)任香港的RGC研究員，并連續(xù)6年獲得“高被引科學(xué)家”的稱號(hào)，研究成果在2015年被美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室收錄進(jìn)著名的“best research-cell efficiency chart”世界紀(jì)錄表。

顏河教授建立了以香港為中心的國(guó)際跨學(xué)科研究平臺(tái)，同時(shí)還具有豐富的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，是中國(guó)新型光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的引領(lǐng)者，并于2018年創(chuàng)立了深圳易柔光伏有限公司，提出了有機(jī)光伏產(chǎn)業(yè)化新路線，并帶領(lǐng)公司多次獲得創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)。2019年，公司榮獲第十一屆中國(guó)深圳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽新能源及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)組決賽一等獎(jiǎng)。同年，公司從全國(guó)7個(gè)區(qū)域比賽的1279個(gè)項(xiàng)目中脫穎而出，在香港科技大學(xué)與越秀集團(tuán)聯(lián)合舉辦的“百萬(wàn)創(chuàng)業(yè)大賽”中獲得冠軍。