尽管半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）有望满足先进农业生产对离网和屋顶供电的巨大需求，然而，目前人们很少对其进行研究与开发。
近日，浙江大学李昌治研究员报道了一种具有优异性能参数的高性能ST-OSCs，通过新设计的四个（q-）体异质结（BHJ）共混物对温室应用进行供电。
文章要点
1）为了同时提高ST-OSC的光伏和光学性能，研究人员合理地配制了一种Q-BHJ共混物，其由一个聚合物供体和两个可混溶的近红外受体和一个富勒烯受体组成，从而既能加工出适合植物光吸收的合适的透射窗口，又能在器件中获得优异的光伏效率。
2）实验结果表明，由q-BHJ组成的OSCs在不透明和半透明器件中的分别具有17.71%和13.02%的优异PCE，植物生长因子为26.3%。同时，中国计量科学研究院（NIM）认证结果显示，这种高性能的q-OSCs的PCE为17.46%。此外，在不透明器件中，q-OSCs的性能参数优于分别具有16.71％和17.33％PCE的b-OSCs和t-OSCs。飞秒瞬态吸收（fs-TA）光谱和空间电荷限制电流(SCLC)测量结果显示，q-BHJs具有最快的空穴传输速率（τ1=0.394±0.027 ps ， τ1= 14.276±0.80 ps）以及平衡的电荷运输（µh/µe值为1.17）。此外，q-BHJs在非卤化溶剂制备过程中仍可保持良好的光伏性能，不透明的PCEs达到17.43%，ST-OSCs的PCEs为13.08%（植物生长因子为24.7%），这是目前通过非卤化溶剂制备的具有最佳性能的OSCs。
4）为了进一步验证所开发的ST-OSCs对植物生长的有益作用，研究人员对玻璃下、ST-OSC和黑暗中的豆芽进行了监控。结果显示，在ST-OSCs滤光灯下，幼苗生长良好，生长速度与玻璃下相当，明显好于在黑暗中生长的幼苗。
参考文献
Wang et al., High-performance and eco-friendly semitransparent organic solar cells for greenhouse applications, Joule (2021)
DOI：10.1016/j.joule.2021.02.010
https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.02.010
