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充電機(jī)充電半透明有機(jī)太陽(yáng)蓄電池（ST-OPV）在市場(chǎng)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，可整合到玻璃薄膜中在房屋幕墻、汽車窗戶及植物溫室外壁上應(yīng)用。此外，還可利用有機(jī)材料顏色可調(diào)的特性制造不同顏色的太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池，增加了此類充電機(jī)充電蓄電池薄膜的建筑應(yīng)用美觀度。目前市面上已有多種玻璃隔熱膜，可貼于建筑玻璃上控制太陽(yáng)光透過(guò)，隔熱控溫，減少房屋溫控能耗。這些隔熱膜通常使用極薄金屬等材料，控制長(zhǎng)波紅外線及短波紫外線的通過(guò)，從而達(dá)到在冬天保持室內(nèi)溫暖、在夏天隔熱降溫的目的。充電機(jī)充電半透明有機(jī)太陽(yáng)蓄電池的許多設(shè)計(jì)思路與商用隔熱膜非常相似，例如選擇性透過(guò)可見(jiàn)光，而將其他部分光線吸收利用，從而產(chǎn)生電能等。

【成果簡(jiǎn)介】
近日，華南理工大學(xué)葉軒立教授聯(lián)合黃飛教授開(kāi)發(fā)出同時(shí)具備發(fā)電和隔熱效果的半透明薄膜太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池，這類充電機(jī)充電蓄電池薄膜不僅具有高效的光電轉(zhuǎn)換效率，而且其隔熱效果也極為優(yōu)異。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地選擇了一類吸收邊延伸至900nm的窄帶隙非富勒烯受體作為在光吸收層中捕獲近紅外光的關(guān)鍵組分。近紅外光子的吸收不僅可使太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池產(chǎn)生額外的光電流，同時(shí)也賦予此充電機(jī)充電蓄電池器件隔熱功能。另外，超薄金屬銀電極也對(duì)紅外光具有反射作用，可幫助重新反射部分近紅外光回到吸光層，進(jìn)一步增強(qiáng)器件的光電轉(zhuǎn)換效率及隔熱效果。為了盡可能多地吸收利用近紅外光，還可在銀電極后添加光學(xué)調(diào)控層。團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用高折射系數(shù)材料和低折射系數(shù)材料交替沉積，形成光學(xué)調(diào)控微腔，可在保持整體器件可見(jiàn)光透過(guò)率不變的條件下，進(jìn)一步降低紅外光透過(guò)率，從而再次增強(qiáng)太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池器件薄膜的隔熱效果。通過(guò)上述材料和器件光學(xué)調(diào)控等方法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在光電轉(zhuǎn)換效率7%-9%范圍及可見(jiàn)光透過(guò)率20%-25%范圍內(nèi)可調(diào)的條件下，充電機(jī)充電蓄電池薄膜的隔熱率均達(dá)到75%以上，最高可達(dá)90%，這為有機(jī)太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池技術(shù)在發(fā)電和節(jié)能方面的實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。相關(guān)研究成果“Heat-Insulating Multifunctional Semitransparent Polymer Solar Cells”為題發(fā)表在Joule上。

【圖文導(dǎo)讀】

圖 充電機(jī)充電半透明太陽(yáng)蓄電池的光電轉(zhuǎn)換性能表征

（A）充電機(jī)充電半透明太陽(yáng)蓄電池的模擬光電流數(shù)據(jù)（假設(shè)IQE = 100％）。
（B）充電機(jī)充電蓄電池J-V曲線特性
（C）充電機(jī)充電蓄電池透射光譜
（D）不同銀電極厚度器件的外量子效率（EQE）譜圖

二 充電機(jī)充電半透明太陽(yáng)蓄電池的顏色參數(shù)及半透明性能示意圖
（A）在CIE 1931xyY色標(biāo)圖上表示不同銀電極厚度的充電機(jī)充電蓄電池色坐標(biāo)
（B）通過(guò)半透明充電機(jī)充電蓄電池薄膜拍攝的數(shù)碼照片，以顯示顏色效果和透明度

三 通過(guò)熱成像圖片比較充電機(jī)充電半透明太陽(yáng)蓄電池的隔熱性能

四 通過(guò)光學(xué)調(diào)控層進(jìn)一步提升隔熱性能，同時(shí)維持可見(jiàn)光透過(guò)率不變
（A）制造的半透明充電機(jī)充電蓄電池器件（器件A）和具有布拉格光學(xué)調(diào)控層的半透明充電機(jī)充電蓄電池器件（器件B）的結(jié)構(gòu)示意圖
（B）器件A和器件B的模擬和實(shí)驗(yàn)透射光譜圖

（C）器件A和器件B的可見(jiàn)光透射率和隔熱率

【小結(jié)】
此研究工作開(kāi)發(fā)了一種同時(shí)具備發(fā)電和隔熱雙重功能的充電機(jī)充電半透明太陽(yáng)蓄電池。研究利用在近紅外波段有吸收的新型材料作為吸光層，在保持器件可見(jiàn)光透過(guò)率不變的情況下，增強(qiáng)近紅外波段光的吸收利用，從而增強(qiáng)器件光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)賦予器件優(yōu)異的隔熱效果。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，此研究中開(kāi)發(fā)的半透明充電機(jī)充電蓄電池薄膜的隔熱效果已達(dá)商業(yè)化應(yīng)用水平。特別地，增加了光學(xué)調(diào)控層還可進(jìn)一步提升器件薄膜的隔熱效果。此工作提出的多功能太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池的新概念真正將研究和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，產(chǎn)學(xué)結(jié)合，為有機(jī)太陽(yáng)充電機(jī)充電蓄電池推向市場(chǎng)提供了新方向。