通过合成新型高分子半导体并优化器件工艺,该工作取得了聚合物太阳能电池领域前所未有的高填充因子(76%-80%)。论文还通过对太阳能电池薄膜形貌、电子性质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与基底平行方向的相分离,与基底垂直方向的相渐变(图 1)。该形貌特征有效地抑制了电荷复合,使得电荷能有效和定向性地收集。研究发现,80%的填充因子接近硅太阳能电池,也预示聚合物太阳能电池能量转化效率可能远高于现有水平。