與成熟的無機(jī)硅晶太陽能電池相比，有機(jī)聚合物太陽能電池從其光電轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性來看尚處于發(fā)展中階段，但由于具有質(zhì)量輕、成本低、可制成柔性器件，以及可濕法成膜（旋轉(zhuǎn)涂膜、噴墨打印與絲網(wǎng)印刷等）的大面積工藝技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)聚合物太陽能電池成為當(dāng)前熱門的研究領(lǐng)域之一。

太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率是由電池的開路電壓、短路電流以及填充因子所決定，因此如何提高前述的這三個(gè)系數(shù)，是提升太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素。

一個(gè)由美國加州大學(xué)與英國劍橋大學(xué)所組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，在近期《先進(jìn)材料》（AdvancedMaterials）期刊中提出PIPCP：PC61BM共軛聚合物─富勒烯本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池的最新研究成果，提出一個(gè)提升電池開路電壓的方法，可顯著改善器件的光電轉(zhuǎn)換效率。

圖PIPCP化學(xué)結(jié)構(gòu)

文中指出，當(dāng)有機(jī)材料吸收了光子形成激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)被視為是在靜電力用途結(jié)合的一個(gè)電子和空穴，稱之為激子。由于有機(jī)半導(dǎo)體的激子性質(zhì)，太陽能電池中電荷分離的驅(qū)動(dòng)力是給體和受體材料的能級(jí)差。電子開路電壓取決于太陽能電池的光伏帶隙，而帶隙也就是受體最低未占分子軌道（LUMO）和給體最高占用分子軌道（HOMO）之間的能級(jí)差。

受體最低未占分子軌道和給體最高占用分子軌道之間的波函數(shù)重疊可造成一種界面形態(tài)，這種界面形態(tài)與電子開路電壓相關(guān)，稱之為電荷遷移態(tài)（CTS）。在固定偏移下，電荷遷移態(tài)的能量與電子開路電壓呈現(xiàn)線性關(guān)系，甚至可獲得與溫度接近0K時(shí)的相同值，這顯示電荷遷移態(tài)的能量可為電子開路電壓之上限。透過降低帶隙到電子開路電壓的能量損失，可有效提升有機(jī)聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

此外，PIPCP：PC61BM本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池可降低從光子吸收到電荷轉(zhuǎn)移的能量損失，證據(jù)顯示，PIPCP：PC61BM薄膜的高形態(tài)序列─低烏爾巴赫能量（Urbachenergy）可減少電壓損失。而透過使用高有序化的聚合物，可使太陽能電池出現(xiàn)高開路電壓值與轉(zhuǎn)換效率，使有機(jī)聚合物太陽能電池比過去更加有發(fā)展?jié)摿Α?/p>