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  聚合物太陽能電池，作為下一代可再生能源技術的重要候選者之一，具備低成本，質量輕，可柔性大面積制備等優勢，受到了人們越來越多的重視。過去十年里，聚合物太陽能電池的發展很快，其最高能量轉換效率由7%提高到了17%。

  為了克服單節聚合物太陽能電池的局限性，人們發明了串聯聚合物太陽能電池。最近，得益于非富勒烯受體的發展，串聯聚合物太陽能電池的研究進展很快，但其能量轉換效率仍然沒有超過單節聚合物太陽能電池。目前，串聯聚合物太陽能電池的前節電池通常由寬帶隙給體和寬帶隙受體組成。而后節電池比較復雜，通常以窄帶隙受體以吸收近紅外光，寬帶隙給體以實現較高的器件開路電壓。在串聯電池工作的時候，帶隙較寬的前節電池會大量吸收紫外和可見光，這將會造成后節電池中寬帶隙給體吸收的光大量下降，從而使得在給體上的載流子產生數量急劇下降，最終將降低后節電池中給體的導電性。

圖1. a) 不同器件中光的入射b) 不同器件中的激子產生，激子拆分和載流子傳輸 c) 分子結構 d) 吸收光譜。 

  最近，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）材料科學與工程系的楊陽教授（Prof. Yang Yang）團隊提出了一種簡單有效的方法試圖解決上述問題。如圖1所示，他們將少量的可吸收近紅外光的窄帶隙聚合物給體PDPP2T-TT作為第三成分加入到PBDB-T/Y1活性層中，并應用于串聯聚合物太陽能電池的后節部分。盡管大部分的紫外光和可見光仍然被前節電池所吸收，額外的激子可在后節電池的窄帶隙給體材料PDPP2T-TT上生成。這為后節電池提供了額外的載流子產生和空穴傳輸通道，以最大程度減少寬帶隙給體PBDB-T空穴傳輸性能下降的不利影響。最終，基于三組分后節電池的串聯聚合物太陽能電池展現了更高的短路電流密度和能量轉換效率。

  相關成果發表在Advanced Materials, 2020, DOI: 10.1002/adma.202002315上。論文的第一作者為楊陽教授課題組程沛博士，通訊作者為楊陽教授（楊陽教授現任西湖大學工學院院長）。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202002315