通過合成新型高分子半導體并優化器件工藝,該工作取得了聚合物太陽能電池領域前所未有的高填充因子(76%-80%)。論文還通過對太陽能電池薄膜形貌、電子性質和器件物理的深入研究揭示了高填充因子的起源。其工作原理在于,聚合物和富勒烯取得與基底平行方向的相分離,與基底垂直方向的相漸變(圖 1)。該形貌特征有效地抑制了電荷復合,使得電荷能有效和定向性地收集。研究發現,80%的填充因子接近硅太陽能電池,也預示聚合物太陽能電池能量轉化效率可能遠高于現有水平。