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Dithienopyran-based narrow-bandgap donor polymers: Unveiling the potential for semitransparent organic solar cells with enhanced NIR absorption

透射率 有机太阳能电池 材料科学 吸收(声学) 光伏 不透明度 光电子学 光活性层 聚合物 带隙 能量转换效率 光伏系统 聚合物太阳能电池 光学 复合材料 电气工程 物理 工程类
作者
Seung Un Ryu,Du Hyeon Ryu,Dae Hwan Lee,Zia Ur Rehman,Jong‐Cheol Lee,Haeryang Lim,Gi Won Shin,Chang Eun Song,Taiho Park
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:485: 149865-149865 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149865
摘要

Semitransparent organic solar cells (ST-OSCs) have recently received considerable attention in the field of photovoltaics owing to their great potential in applications such as building-integrated photovoltaics, self-powered greenhouses, and vehicle coatings. Because the near-infrared (NIR) region is an invisible region whose photon content is higher than that of the visible region, it is preferable to apply photoactive materials with narrow bandgaps in ST-OSCs. Tremendous efforts have been made to develop narrow-bandgap non-fullerene acceptors, however, donor polymers with NIR absorption ability for efficient ST-OSCs have rarely been reported. In this study, two novel narrow-bandgap donor polymers, PDTP-TBT and PDTTP-TBT, are designed and synthesized. Both polymers exhibit strong NIR absorption and high transmittance in the visible region, suggesting their potential for use in ST-OSCs. An opaque OSC with a PDTTP-TBT-based photoactive layer achieves a higher power conversion efficiency (PCE) of 8.87% than a PDTP-TBT-based OSC (PCE of 3.65%) due to its better charge transport characteristics. Furthermore, an ST-OSC using PDTTP-TBT-based blend film exhibits a PCE of 6.72%, average visible transmittance of 43.9%, and light utilization efficiency of 2.95%.
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