想要训诫有机太阳能电板遵守？双面结构奈何优化？能达多高？
一、接头配景
（一）有机太阳能电板的发展近况
现时，有机太阳能电板（OSC）因具备分量轻、柔性、透明、资本低且易于加工等独到上风，被视为极具后劲的下一代可捏续能源时刻之一。狂放面前，刚性和柔性单结OSC的功率移动遵守（PCE）诀别已跳动20%和18%。这一效果的取得收货于有机半导体的发展以及器件结构的检阅，举例采选窄带隙非富勒烯受体材料，使招揽边从可见光延伸到近红外区域，相接高性能给体材料和多组分体系，赶走了宽光谱的光招揽，股东了遵守的阻挡冲突。
（二）双面太阳能电板的上风与濒临的挑战
双面太阳能电板具有双面采光的智商，相较于单面太阳能电板，在表面上大概赶走更高的能量产出，在骨子应用中有望权贵提高发电遵守。但是，关于双面OSC而言，其发展濒临诸多挑战。传统OSC中活性层厚度有限，一般仅约100nm，这使得双面OSC难以同期灵验地拿获前曙光光和倒映光。尽管将银膜厚度减至10-20nm可使OSC具备倒映光汇集智商，但超薄银膜存在低折射率、犀利名义、高反射和招揽等问题，导致严重的光学耗损。诚然采选光学耦合层和引入种子层等计谋可在一定进度上缓慢光学耗损，但由于非梦想的膜面貌和高消光通盘，超薄银膜仍存在特等大的寄生招揽，从而影响了OSC的遵守。
二、接头内容
（一）分歧称光学传输阵列（AOT）的策画与优化
1、AOT的策画旨趣
为了阻碍阳光透射并保留倒映光传播，接头东谈主员在透明银电极后方建造了歪斜45°的透明金字塔阵列行动AOT。凭据斯涅尔定律，这么的策画可使透过的阳光在金字塔内发生两次全内反射，从而将其反射回活性层。
2、材料筛选与结构优化
通落伍域有限差分（FDTD）关键模拟筛选，接头了聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚碳酸酯（PC）三种材料构建的AOT。模拟赶走标明，不管弃取哪种材料，AOT的引入齐能权贵阻碍光逃遁。其中，PC基AOT在300-1000nm波长界限内平均反射率最高，可达97.3%，且在较大入射角下上风更为昭彰。因此，PC被选为构建AOT的材料。
进一步优化AOT结构，接头发现款字塔阵列周期对其光学传输效果有影响。跟着周期减小，AOT的光抵御智商徐徐裁减，尤其在长波长区域。对5μm、20μm和40μm金字塔AOT的电场漫衍模拟清楚，5μmAOT由于结构尺寸接近亚波长圭臬，可能存在衍射气候，导致空气侧电场较强，透射较高；而较大金字塔的AOT阻碍了空气侧电场，分歧称光学传输效果随金字塔周期增多而增强。概述计议材料资本和分量，最终弃取40μm金字塔来增强双面OSC的光汇集智商。
（二）AOT集成透明银电极（ATE）中的名义等离子体（SP）能源学
1、ATE的光学特色
将优化后的AOT与12nm厚的透明银电极集成变成ATE。测试其光学性能发现，12nm银膜在330nm处有透射峰，跟着波长增多透射率徐徐裁减，900nm处透射率低于25%。
ATE前向透射率较低，约为10%，能灵验阻碍前向光照逃遁，但反射率受12nm银膜寄生招揽影响不睬想；后向透射率相对较低，主要源于12nm银膜的反射和招揽。
2、SP机理分析与调控
通过原子力显微镜（AFM）表征和光学模拟，发现银膜名义犀利度导致极度光损耗。关于梦想平面银膜，其招揽源于Ag的本征招揽，与光学导纳匹配要求关联；而犀利银膜名义的了得会产生极度光学耗损，在380nm和500nm傍边出现特征招揽峰，最高招揽跳动16%。
模拟电场漫衍发现，前向光照时犀利银膜名义激勉的SP更强，导致相应了得处招揽更高。
通过在银膜上隐匿高介电常数的硫化锌（ZnS），阻碍了SPP激勉，裁减了光学损耗，但同期增强了PDINO/Ag界面的SP，导致后向反射裁减。
3、SP能量回收计谋
为回收SP能量，在PDINO中掺杂有机辐射体2CzBN。2CzBN的招揽光谱与ATE的宽带招揽重迭细腻，促进了SP与2CzBN之间的能量革新。测试发现，PDINO:2CzBN的光致发光（PL）强度因SP增强辐射而提高了三倍以上，量子产率大幅训诫，故意于SP能量回收。最终，优化后的ATE赶走了前向透射率低于7%，后向透射率高达86%。
（三）双面OSC的光伏性能接头
1、器件制备与基人性能测试
制备了结构为glass/indiumtinoxide（ITO）/PEDOT:PSS/D18:Y6:Y6-1O/PDINO/TE的双面OSC，并以100nm厚银膜的单面器件为参考。单面器件获取了17.96%的细腻PCE。双面OSC中，12nm银膜电极的器件Voc为0.87V，Jsc为25.58mAcm⁻²，FF为74.76%，PCE为16.60%，低于单面器件，这是由于后电极光逃遁和12nm银膜较高的sheetresistance。而引入ATE后，Jsc增强至28.87mAcm⁻²，PCE提高到18.67%，收货于ATE的分歧称光学传输和抗反射协同效应。
2、性能优化与对比分析
通过优化SP-ATE基双面OSC的给体/受体（D/A）比、活性层厚度和添加剂，进一步提高了器件性能。举例，D/A比为1:1.6时，器件赶走了光招揽、激子解离和电荷索要的均衡，PCE跳动20%（如表S3-S5所示）。对不同活性层厚度的器件接头发现，103nm厚的活性层在光招揽和电荷索要之间取得最好均衡，获取了最高PCE。优化后的SP-ATE基器件Jsc增多到31.83mAcm⁻²，Voc和FF基本不变，PCE达到20.44%，是面前报谈的OSC中的最高值。
对比不同器件在单面和双面照明下的光伏特色，发现引入ATE和SP-ATE后，器件遵守权贵提高。凭据关联次序测试，不同电极的双面OSC在0.2倒映率下的等效遵守与测量值相符，考据了SP-ATE在双面OSC中的优厚性。此外，测试了双面OSC行动透明OSC的平均可见光透射率（AVT），发现SP-ATE基器件在前后向照明下AVT均有所提高，后向光哄骗遵守（LUE）最高可达2.48%，可行动半透明OSC。
3、角度与倒映率依赖性接头
接头了器件在不同照耀角度下的遵守，发现12nmAg基器件遵守随角度增多赶快下落，而SP-ATE基器件在宽角度照耀下阐扬优异，前向和后向PCE在60°入射角时间别能保捏开动值的63.9%和81.3%。测量不同倒映率下SP-ATE基OSC的光伏特色，发当今0.3和0.4倒映率下，PCE诀别可达21.92%和23.35%，标明其在高倒映率场景下性能出色。
4、户外测试与骨子应用后劲
进行户外测试，将配景从混凝土轮番变为草和白色泡沫，发现SP-ATE基双面OSC的光电流徐徐增多，展示了其在骨子应用中提高发电遵守的后劲。通过模拟发电密度（PGD）对比单面和双面OSC，发现SP-ATE基双面OSC在高倒映率配景（如雪）下PGD可达25.52%，在骨子应用中具有权贵上风。
5、柔性器件应用与稳固性评估
将SP-ATE应用于柔性OSC，制备的柔性器件遵守达到18.93%，是面前报谈的最高值。在周折测试中，SP-ATE基柔性OSC在半径为5mm的周折要求下，进程2000次轮回后仍能保捏约80%的开动PCE，展示了细腻的机械稳固性。
三、接头论断
本接头苛刻了一种双面OSC的倒映光收聚集构，通过制备基于周期性金字塔的AOT，并与透明银电极集成，灵验调控了光学和SP能源学。优化后的AOT权贵增强了双面OSC对前向和后向光照的光汇集智商，相接SP救济计谋，赶走了低非招揽损成仇减少寄生招揽。在0.2倒映率下，双面OSC的PCE达到20.4%，高于单面器件约18%的遵守。户外测试和PGD分析标明，优化后的双面OSC在高倒映率应用场景中阐扬更优，且在柔性OSC应用中也展现出细腻的兼容性和稳固性。本接头为OSC性能冲突提供了新的想路和关键，有望股东该限制的进一步发展。
