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有机太阳能组件因其灵活性、透明度和极佳的环境友好性而备受青睐。波长相关的透明度尤其体现在有机光伏技术中。弗莱堡大学（University of Freiburg）和弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE）的研究人员成功制造出尺寸为14.5厘米 x 14.5厘米的有机光伏组件，其平均透明度高达43.2%，效率最高可达9.26%。为了实现这一目标，他们采用了溅射和狭缝涂布相结合的技术——这两种工艺均已在工业上得到验证，并且能够轻松扩展到大面积组件的生产。
扩大生产面积是有机光伏技术面临的主要挑战之一，”Fraunhofer ISE有机和钙钛矿光伏部门负责人Uli Würfel博士解释道。小型手工太阳能电池在实验室中取得的良好结果往往无法转化为工业化生产，因为其制造工艺无法应用于大面积生产。
“我们现在首次成功地使用狭缝涂布工艺几乎无损耗地涂覆了太阳能电池的所有层，这对我们来说是一项重大突破。”太阳能电池的背电极是在前一道工序中使用溅射法涂覆的，这也是一种成熟的制造方法。
平衡透明度和输出
在半透明有机光伏器件的开发过程中，透光率与随之而来的效率损失（以光利用效率 (LUE) 表示）之间始终存在权衡。研究人员利用210.25平方厘米的半透明有机光伏组件，实现了高达9.26%的效率，平均可见光透过率为43.2%。这相当于高达4.0%的光利用效率。该项目的研究成果已于8月初发表在期刊《焦耳》(Joule)上。
“现在我们已经掌握了制造工艺，我们乐观地认为，我们可以在不影响效率的前提下显著提高透明度，”Würfel补充道。
从玻璃幕墙到柔性薄膜
透光率超过50%的有机太阳能组件可替代建筑立面或温室中的窗户玻璃。在需要有色玻璃的场合——例如汽车车顶和外墙构件——较低的透光率甚至可能成为优势。
每个组件中，超过100个太阳能电池通过激光结构化技术互连。这些太阳能电池由以下部分组成：反射近红外光的背电极（通过溅射沉积在玻璃基板上）；由有机半导体制成的吸收层；以及由聚合物PEDOT:PSS制成的无金属顶电极（使用狭缝涂布法分层涂覆）。Heraeus Epurio为该顶电极开发了一种新型PEDOT:PSS配方，这有助于光伏组件实现更高的透光率。
狭缝涂布技术与卷对卷工艺兼容，因此也适用于薄膜太阳能组件的生产。“作为该项目的一部分，我们已经生产出首批柔性有机光伏组件，这些组件在直径为15毫米（0.6英寸）的杆上经过1274次弯曲循环后，仍能保持100%的初始效率。” Fraunhofer ISE有机和钙钛矿光伏研究员Mathias List博士解释道。ROWO Coating公司负责生产用于此目的的薄膜。“下一步的目标是在此基础上实现更大面积的组件生产。”
有机半透明光伏材料在建筑一体化光伏和农业光伏应用方面特别有吸引力。
透光率超过50%的有机太阳能组件可用于替代建筑外立面或温室中的窗户玻璃。在需要使用有色玻璃的场合——例如汽车车顶和外立面构件——较低的透光率甚至可能成为优势。
每个组件中，超过100个太阳能电池通过激光结构化技术互连。这些太阳能电池由以下部分组成：反射近红外光的背电极（通过溅射沉积在玻璃基板上）；由有机半导体制成的吸收层；以及由聚合物PEDOT:PSS制成的无金属顶电极（使用狭缝涂布法分层涂覆）。贺利氏Epurio公司为该顶电极开发了一种新型PEDOT:PSS配方，这有助于光伏组件实现更高的透明度。
狭缝涂布工艺与卷对卷工艺兼容，因此也适用于薄膜太阳能组件的生产。“作为该项目的一部分，我们已经生产出首批柔性有机光伏组件，这些组件在直径为15毫米的杆上经过1274次弯曲循环后，仍能保持100%的初始效率。”弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer ISE）有机和钙钛矿光伏研究员马蒂亚斯·利斯特博士解释道。ROWO Coating公司负责生产用于此目的的薄膜。“下一步的目标是在此基础上实现更大面积的组件生产。”
该研究成果是“透明光伏——高视觉透明度有机太阳能组件的开发”项目的一部分，该项目由德国联邦经济事务和气候部（BMWK，BMWE）资助。项目合作伙伴包括贺利氏Epurio公司、ROWO Coating公司、ASCA公司和弗莱堡大学。
来源：Semi-transparent PV Modules Developed Using an Industry-ready Manufacturing Process August 24, 2026
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