Dual Photonic Structures Enable High‐Performance Semitransparent Organic Photovoltaics with Enhanced Light Utilization

材料科学 有机太阳能电池 光电子学 透射率 光子学 活动层 光伏系统 图层(电子) 涂层 光伏 能量转换效率 纳米技术 聚合物 电气工程 复合材料 工程类 薄膜晶体管
作者
Baozhong Deng,Youyang Shen,Kaiwen Zheng,Chi Wang,Gaëtan Lévêque,Tao Xu
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:7 (13): 2300211- 被引量:11
标识
DOI:10.1002/solr.202300211
摘要

Semitransparent organic photovoltaics (ST‐OPVs) offer promising prospects for self‐powered greenhouses and building‐integrated photovoltaic systems. However, a remaining critical challenge is to balance the two competing indexes of power conversion efficiency (PCE) and average visible transmittance (AVT). Herein, a synergetic strategy of light manipulation is developed to achieve high‐performance ST‐OPVs by employing dual photonic structures with a rear single‐layer optical coupling layer (OCL) and a front single‐layer antireflection coating (ARC). The material selection and thickness optimization of both OCL and ARC are systematically guided by combining theoretical simulations and experimental devices, leading to significantly enhanced light utilization in ST‐OPVs. As a result, the use of dual photonic structures enables ST‐OPVs based on the active layer of PM6:Y6 to demonstrate simultaneously a high AVT of 35.7% and a good PCE of 10.29%, yielding an excellent light utilization efficiency of 3.67% with a remarkable improvement of 43% comparing with that of the control device. This work provides a simple yet effective strategy of light manipulation for the development of high‐performance ST‐OPVs.

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