在串联式有机光伏中，前端子电池是基于大禁带材料，而后端子电池的情况更为复杂。后端子电池一般由一个窄带隙的红外吸收受体和一个大带隙的供体组成，以实现高开路电压。不幸的是，光子的大部分紫外可见部分被前端子电池吸收；因此，在后端子电池中，大带隙供体产生的激子数将大大减少。这降低了(光)导电性，并最终限制了后端子电池的空穴传输特性。

近日，加州大学洛杉矶分校杨阳教授报道了一种简单有效的方法来解决上述关键问题。在PBDB-T（带隙为1.8 eV的聚合物供体）/Y1（带隙为1.4 eV的非富勒烯受体）的有源层中，采用少量的红外吸收聚合物供体（PDPP2T-TT）作为第三组分。

文章要点

1）当在后端子电池中使用这种三元混合物（PBDB-T/PDPP2T-TT/Y1）有源层时，尽管大多数紫外-可见光子仍被前端子电池吸收，这显著降低了供体PBDB-T上载流子的产生，但在红外吸收供体PDPP2T-TT上可能会产生额外的载流子。

2）实验结果表明，双端串联有机光伏的短路电流密度从10.3 mA cm^-2大幅提升至11.7 mA cm^-2（同时保持开路电压和填充因子），功率转换效率提高到15.1%。

Pei Cheng, et al, Enabling High-Performance Tandem Organic Photovoltaic Cells by Balancing the Front and Rear Subcells, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202002315

https://doi.org/10.1002/adma.202002315