有机太阳能电池具有低成本、可溶液加工、轻质、可柔性等特性，在未来的光伏市场中具有广阔的应用前景。近年来，随着有机半导体材料的不断发展，有机太阳能电池的光电转换效率获得了显著地提升。与此同时，针对有机太阳能电池的入射光吸收效率不理想的现象，人们开发了一系列具有光俘获图案的器件结构，大幅提升了入射光利用率。然而，这些图案的制备依赖于光刻技术和纳米压印技术，显然不利于发挥有机太阳能电池低成本和可溶液加工的优势。因此，如何使用更简易的策略提升器件的光吸收率是有机太阳能电池商业化进程中必须解决的问题。
近期，苏州大学唐建新课题组提出了一种简易的溶液法制备的陷光策略：基于ZnO微球的陷光薄膜。该薄膜由ZnO微球和ZnO纳米晶的混合溶液旋涂制备而成。在综合考虑了薄膜间的物理接触和ZnO微球的陷光效果之后，他们将单分散的直径约为100 nm的ZnO微球引入了电子传输层，从而获得了光场在器件内部的重分布效果。同时，为了减少入射光在衬底表面的反射损耗，他们将多分散的ZnO微球涂敷在衬底表面以获得宽光谱的减反射效果。具体器件应用效果显示，结合了ZnO微球的基于PTB7-Th: PC71BM的单结有机太阳能电池获得了10.38%的光电转换效率，大幅超过平面器件的9.05%。结合器件的外量子转换效率谱、吸收谱和光学模拟结果，他们证实了这种光调控结构能在不影响载流子收集效率的情况下，对入射光进行散射，同时诱发局域等离激元共振，大幅提升器件对入射光的利用率。值得一提的是，该薄膜在溶液法旋涂成膜之后无需退火等后续处理工艺，简化了器件制备工艺，降低了器件制备成本。
该陷光策略的开发为低成本有机太阳能电池的器件结构设计提供了新思路。相关工作发表在Advanced Optical Materials（DOI: 10.1002/adom.201801292）上。苏州大学FUNSOM助理研究员陈敬德博士为该文章第一作者。
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