透明太阳能电池将使更多表面成为太阳能电池板，从而改变基础设施的外观。现在，由阿卜杜勒国王科技大学领导的一个国际团队表示，一种被称为非富勒烯受体的材料在暴露于阳光下时可以本质上产生电荷，可以使半透明有机光伏电池更容易生产。

更接近更高效有机光伏的阴影

半透明光伏发电能够将阳光转化为电能，而不会阻挡可见光。这使得它们对于建筑集成应用(例如窗户、外墙和温室)具有吸引力。

与传统的硅基电池不同，有机光伏电池可以是灵活的，也可以定制为透明的。然而，太阳能电池越透明，它捕获的用于发电的光就越少。

有机太阳能电池通常依靠称为本体异质结的活性层(由电子供体和受体材料组成)来捕获和转换阳光。接触后，阳光可以将异质结中的电子激发到更高的能态，从而产生电子空穴对或激子，在供体-受体界面处分离。

通过这种电荷分离，电子向受体迁移，而带正电的空穴向施主移动，从而产生电力。异质结通常具有等量的施主和受主材料，以促进光捕获和转换，但设备不透明。

在过去的五年里，非富勒烯受体生产出了基于异质结的器件，效率破纪录，接近20%。然而，研究人员最近提出，当暴露在阳光下时，非富勒烯受体Y6的单组分薄膜可以产生电荷，而不需要异质结。

受这一发现的启发，由DeryaBaran和博士后AnirudhSharma领导的团队研究了其他非富勒烯受体中的电荷产生。与Y6类似，受体强烈吸收近红外光，在没有供体-受体界面的情况下产生电荷。他们这样做是因为激子自发分裂，这让研究人员感到惊讶。研究结果发表在《先进材料》杂志上。

“这挑战了我们对这些设备如何运作的理解，并促使我们重新评估，”夏尔马说。

研究人员利用近红外吸收受体开发了热稳定的半透明有机光伏电池。这些在可见光区域更加透明，异质结中具有或不具有最少量的可见光吸收供体材料。

在没有供体材料的情况下，由于电荷分离有限，器件性能较差。施主的添加增强了电荷的产生和空穴向阳极的迁移，从而提高了效率。“这使我们能够制造部分透明的太阳能电池，同时仍将阳光转化为电能，”夏尔马说。

基于半透明器件的太阳能组件的效率为5.3%，可见光透过率为82%，表明其透明度很高。

“我们现在正在从根本上研究下一代非富勒烯受体，以了解它们的光物理学以及电荷传输层如何影响同质结器件的整体性能，”夏尔马说。