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  半透明是有機太陽能電池(OSCs)最吸引人的特性之一，因為有機材料的吸收光譜可以通過化學修飾調節到近紅外(NIR)區域進行光伏過程，同時實現可見光的透過，這使得它們適用于室外建筑或車載應用的半透明光伏器件(ST-PV)。與基于小分子受體(SMA)的太陽能電池相比，利用聚合物受體的全聚合物太陽能電池(all-PSCs)表現出優越的機械穩定性、光熱穩定性和易于大規模制造的工藝。然而，用于ST-PV的近紅外受體材料卻鮮有報道，特別是用于高效、穩定的半透明all-PSC領域的高性能聚合物受體。

圖1. 本文涉及的聚合物結構、紫外可見吸收光譜以及能級結果

圖2. 光伏器件的結構及光伏效率表征結果；器件物理結果：激子解離、電荷收集、電荷復合過程。

圖3. 結晶性與相分離表征結果（GIWAXS & GISAXS）

圖4.能量損耗的實驗表征

圖5. 半透明器件的相關表征

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

  小結：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行了多氟化，在近紅外區域表現出非常強的光譜響應，吸收邊可拓展到~1000 nm。由于PM6:PYSe2F-T的近紅外吸收增強，其ST-PV效率仍然可以實現12.52%。本研究證明了氟化+硒化協同作用，可同時實現提升聚合物受體的光譜與堆積性質，進而實現高效、穩定的半透明全聚合物太陽能電池。

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

通訊作者簡介

于涵博士簡介

2017年本科畢業于北京大學化學與分子工程學院（導師：趙達慧教授），隨后進入香港科技大學化學系攻讀研究生，于2021年獲得博士學位（導師：顏河教授）。畢業后獲得香港特別行政區創新科技署-創新科技基金博士后資助項目，2021-2024年于香港科技大學繼續博士后研究，2024起擔任香港科技大學化學系科研助理教授。于涵博士主要從事新型聚合物光伏受體材料的設計與合成工作，著眼于探索新型聚合物光伏受體之間的構效關系，在基于全聚合物太陽能電池的效率與穩定性方面取得了重要的創新性研究成果，并數次創造全聚合物太陽能電池的效率紀錄。于涵博士共發表SCI學術論文53篇，其中以第一作者/共同第一作者/通訊作者發表在《Nature Review Materials》、《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Angewandte Chemie》、《Joule》、《Advanced Energy Materials》、《Advanced Functional Materials》等期刊的24篇論文，引用次數超過2900次，H因子: 29。目前仍主要從事光伏材料的設計開發，用于高效率、高穩定性、同時易于大規模加工的柔性有機太陽能電池器件應用。

顏河教授簡介

顏河教授于2000年本科畢業于北京大學化學系；2004年在美國西北大學獲得博士學位，師從美國總統獎獲得者Tobin Marks教授。2006-2011年帶領polyera公司的研究小組研發柔性顯示器和太陽能電池材料。2012年至今就職于香港科技大學化學系，并于2023年成為香港科技大學講席教授。顏河教授在有機及鈣鈦礦太陽能電池領域做出了杰出的貢獻，發表論文370余篇，被引用超48000次，H因子105，并于2020年獲得了騰訊“科學探索獎”，同年擔任香港的RGC研究員，并連續6年獲得“高被引科學家”的稱號，研究成果在2015年被美國國家可再生能源實驗室收錄進著名的“best research-cell efficiency chart”世界紀錄表。

顏河教授建立了以香港為中心的國際跨學科研究平臺，同時還具有豐富的產業化經驗，是中國新型光伏技術產業化的引領者，并于2018年創立了深圳易柔光伏有限公司，提出了有機光伏產業化新路線，并帶領公司多次獲得創業大賽獎項。2019年，公司榮獲第十一屆中國深圳創新創業大賽新能源及節能環保產業組決賽一等獎。同年，公司從全國7個區域比賽的1279個項目中脫穎而出，在香港科技大學與越秀集團聯合舉辦的“百萬創業大賽”中獲得冠軍。