尽管串联有机光伏 (OPV) 电池具有实现更高光伏性能的极大潜力，但目前其最高功率转换效率 (PCE) 仍落后于最先进的单结OPV电池。中国科学院化学研究所侯剑辉、Zhong Zheng和苏州大学张茂杰等人通过优化具有低电压损失的光敏层并开发一种调节光场分布的有效方法来制造高效的双结串联OPV电池。

本文要点：

1）所研究的串联OPV电池结构为氧化铟锡(ITO)/ZnO/底部光敏层/互连层 (ICL)/顶部光敏层/MoOx/Ag。其中底部和顶部光敏层基于PBDB-TF的混合物:ITCC 和 PBDB-TF:BTP-eC11，ICL 是指结构为 MoOx/Ag/ZnO:PFN-Br 的互连层。

2由于这些结果表明优化底部光敏层的空间不大，因此需要投入更多精力对顶部光敏层进行微调。通过合理调节PBDB-TF:BTP-eC11共混薄膜的成分和厚度，发现300 nm 厚的PBDB-TF:BTP-eC11薄膜具有 1:2 D/A 比是理想的顶部光敏层子电池在光伏特性和光分布控制方面。优化后的串联电池实现了19.64%的PCE，这是OPV领域的最高结果，并被美国国家计量院认证为 19.50%。

Wang, J., Zheng, Z., Zu, Y., Wang, Y., Liu, X., Zhang, S., Zhang, M., Hou, J., A Tandem Organic Photovoltaic Cell with 19.6% Efficiency Enabled by Light Distribution Control. Adv. Mater. 2021, 2102787. 

https://doi.org/10.1002/adma.202102787