2023 Science China Chemistry,陈永胜、万相见、丁黎明连手优化有机迭层太阳能电池，透过非富勒稀的取代物添加，效率达19.55%

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顶尖团队的选择！

有机太阳能电池被认为是第三代太阳能电池。它们的开发是为了改进前几代太阳能电池，包括第一代晶硅太阳能电池和第二代薄膜太阳能电池。而有机太阳能电池由有机材料制成，如碳和氢，重量轻，灵活，而且相对容易生产。

有机太阳能电池的优点包括成本低、灵活性强、重量轻和效率高。它们也比较容易制造和安装。但有机太阳能电池的缺点也包括：与其他类型的太阳能电池相比，其效率相对较低，而且容易受到环境因素的影响，如热、湿和紫外线辐射。更重要的，有机太阳能电池的寿命比传统的硅基太阳能电池短，需要更多的维护。

为了克服有机太阳能电池材料上先天缺点，光伏领域研究学者渐渐着手研究迭层太阳能电池，透过将堆栈太阳能电池的方式，将几层不同类型的太阳能电池组成一个迭层太阳能电池，由于每一层都经过优化以捕获不同波长的光。这使得迭层式太阳能电池更有效率的转化，最大限度地提高效率，并提供比单独的有机太阳能电池更长的寿命、更高的转化效率，也因此如何在更进一步提升迭层太阳能电池，成为了该领域的重要研究方向

为使迭层太阳能电池的转换效率更进一步提升，Science China Chemistry 于2023年1月刊登一则报导，光伏领域知名研究学者陈永胜教授(南开大学)和万相见教授研究团队与丁黎明研究员(国家纳米科学中心) 共同合作研究，利用了串联式迭层装置的优化方式，有效提升了有机太阳能电池的转换效率，有整体吸收范围扩展，并降低了热化与传输上的损耗，并利用了 FBr-ThCl 和 BTP_-4Se这两种非富勒稀的取代物，分别使用在前置电池与后置电池上，让该迭层电池可以从300~1000nm范围间互补吸收，如此一来，前置电池(基于 D18:FBr-ThCl )展现出1.053 V 的 Voc 值，且具有300~740nm的高EQE(外部量子效率)值；而后置电池(具有三元活性层 PM6:BTP_-4Se: F-2F)，经优化后可达到0.840 V 的 Voc值以及 26.88 mA cm^-2 的 Jsc 值。

除针对前、后置电池优化外，更使用ZnO/PEDOT:PSS/PMA的全溶液加工互连层，构建了串联器件，并透过光焱科技(Enlitech)的太阳光仿真器(SS-X系列)以及量子效率检测仪(QE-R)量测实验结果，并透过光焱科技所打造的钙钛矿及有机迭层太阳能电池专用Voc损耗分析系统REPS进行分析Voc损耗并改良研究，最终成果整体PCE(功率转换效率）达到19.55%，Voc为1.880 V，Jsc为13.25 mA cm^-2 ，FF为78.47%。