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透明光伏（TPV）技術(shù)不僅可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而且可以提供自然的可見光環(huán)境，在生活中有著豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，高透明度的太陽能電池可以被安裝在辦公室或客廳窗戶上，既不影響建筑物美觀和人眼舒適度，又可以最大程度利用建筑物外圍空間發(fā)電。此外，在一些特殊的場(chǎng)景，TPV也有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，例如隱形自供電可穿戴設(shè)備。

目前TPV領(lǐng)域依然存在明顯的挑戰(zhàn)：（1）器件平均可見光透過率（AVT）難以超過80%，很難滿足實(shí)際的應(yīng)用功能和審美要求（建筑和車輛玻璃透光率通常要求達(dá)到70%以上）；（2）隨著器件AVT的提高，器件的光電轉(zhuǎn)化效率（PCE）迅速下降，難以平衡器件透明度和效率。

近日，西湖大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以已知的有機(jī)半導(dǎo)體活性層材料為例，系統(tǒng)研究了器件的透明度和光伏性能之間的關(guān)系。通過控制吸光層膜厚，器件的AVT值可以精確控制在40%-85%。通過進(jìn)一步調(diào)節(jié)給受體比例，可以實(shí)現(xiàn)器件的AVT值為70%和80%時(shí)，TPV器件的效率分別達(dá)到4.06%和2.38%。該效率是迄今為止高透明度TPV（AVT > 70%）領(lǐng)域報(bào)道的最高效率。

 文章要點(diǎn)：

 （1）研究發(fā)現(xiàn)，活性層薄膜的厚度是TPV透明度的主要影響因素，同時(shí)也會(huì)影響器件的效率；而給體-受體比例，僅對(duì)器件的效率有明顯的影響，但對(duì)器件透明度影響不大；

（2）通過采用激光圖案化技術(shù)，制備了大面積( ~10 cm2)的高透明度TPV模組。該模組可成功實(shí)現(xiàn)為手機(jī)等智能設(shè)備充電；值得說明的是，大面積TPV模組的透光率可以達(dá)到80%以上，其透明度達(dá)到甚至超過建筑物窗戶雙層玻璃的水平。

（3）首次報(bào)道了超柔TPV模組。超柔TPV器件可以輕松地貼敷在皮膚上，顏色明顯淺于以往報(bào)道的任何柔性太陽能電池器件，有望用于開發(fā)隱形可穿戴電子設(shè)備中。 

該工作于近期發(fā)表于柔性電子領(lǐng)域的期刊npj Flexible Electronics上。論文的第一作者為浙江大學(xué)-西湖大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生蒙蕤謙。西湖大學(xué)的姜倩晴博士和柳佃義博士為共同通訊作者。
    原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41528-022-00173-9

圖a-b：活性層薄膜及TPV器件的AVT數(shù)據(jù)模型；

圖c：器件PCE隨AVT的變化趨勢(shì)圖；

圖d：大面積TPV模組照片；

圖e：大面積TPV模組用于給iPhone 6手機(jī)充電；

圖f：超柔TPV模組。