近日，韩国蔚山国立科学技术大学能源与化学工程学院的Changduk Yang教授及其研究团队宣布开发出一种新型半透明有机太阳能电池(ST-OSC)，其能量转换效率(PEC)达10.81%，可见光透过率为45.43%，相关研究成果发表在《应用化学国际版》杂志上。这一成果让窗户和移动显示屏作为隐形电源的未来更近一步。

传统太阳能电池板多安装在屋顶或路边，因吸收阳光发电而外观较暗。与之不同，透明太阳能电池需允许大部分光线穿过，这使得开发高效的透明器件成为一项艰巨挑战。

此次创新的关键在于一种特殊设计的光活性层，它能选择性吸收红外波长。该层透射近一半的可见光谱，同时从阳光中不可见的红外部分收集能量发电。通常情况下，捕获红外光的效率低于吸收高能可见光子，但研究团队通过对活性层受体分子进行创新分子设计克服了这一难题。在有机太阳能电池(OSC)中，活性层由促进电荷转移的供体分子和受体分子组成。

研究团队新合成的受体分子名为4FY，总体呈对称性，具有A - D - A结构。不过，它被特意设计成诱导局部不对称，特别是在氟和氢原子之间，以及氟和硫原子之间，以此增强分子排列，改善电荷传输，进而提高器件效率。

该研究第一作者杨桑金(Sangjin Yang)解释称，虽然不对称可提高效率，但往往会缩短设备寿命并使合成变得复杂。而此次分子设计在整体对称结构中引入局部不对称，充分发挥了两者的优势。

值得一提的是，该器件展现出卓越的耐久性。在模拟昼夜条件的134小时户外循环稳定性测试中，它保持了大部分初始性能，这一耐久性比之前基于Y6受体分子的半透明OSCs高出约17倍。

Changduk Yang教授评论道，团队引入了一种利用不可见光发电的新方法。这项技术在智能手机保护膜、建筑窗户和透明显示器等领域具有潜在应用前景，有望将日常表面变成隐形发电厂。

更多信息：Sangjin Yang 等，《通过对称分子结构诱导的不对称相互作用实现高效半透明有机太阳能模块及其优异的昼夜稳定性》，《应用化学国际版》(2025)。