在太陽能電池家族中，可溶液制備的聚合物太陽能電池因其具有成本低，重量輕、柔性好、顏色可調(diào)、易于制備大面積、半透明電池板等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而成為近年來可再生能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。1992年AlanJ.Heeger教授組發(fā)現(xiàn)了共軛聚合物和富勒烯之間存在超快的電荷轉(zhuǎn)移，并在1995年實(shí)現(xiàn)了由溶液制備的聚合物/富勒烯衍生物PCBM體異質(zhì)結(jié)太陽能電池。此后，在過去的20余年里，人們先后在共軛聚合物吸光材料的設(shè)計(jì)與合成、器件的工作機(jī)理、活性層形貌與電子給-受體分相行為的調(diào)控、界面層的影響與低成本器件工藝等方面做了大量的研究并取得了很多突破性的進(jìn)展，使得聚合物太陽能電池的效率提高至11%左右。適時(shí)地回顧這20年走過的歷程將有利于進(jìn)一步推進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展和推進(jìn)大面積印刷聚合物太陽能電池板產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。


最近，由瑞典linkpingUniversity(林雪平大學(xué))的張鳳玲教授、OlleInganes教授，華中科技大學(xué)周印華教授和德國(guó)Dresden University of Technology(德累斯頓工業(yè)大學(xué))KoenVandewal教授共同撰寫的綜述文章“聚合物/富勒烯太陽能電池的研究進(jìn)展”已在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》2016年第2期發(fā)表。該綜述主要回顧了聚合物太陽能電池活性層中的聚合物材料由寬帶隙向窄帶隙材料的認(rèn)識(shí)和發(fā)展過程；器件工藝的同步發(fā)展，包括活性層形貌、界面功函數(shù)調(diào)控以及非真空過程制備電池的實(shí)現(xiàn)等；對(duì)器件工作機(jī)理的逐步理解，包括電荷轉(zhuǎn)移（CT）態(tài)、載流子遷移率等對(duì)開路電壓、短路電流和填充因子的影響等和對(duì)未來聚合物太陽能電池的材料、器件結(jié)構(gòu)、工藝及集成應(yīng)用等方面的建議和展望。

特別值得一提的是該綜述的4位作者分別在聚合物太陽能電池材料，器件工藝和器件物理方面做過開創(chuàng)性的研究，他們的工作曾為聚合物太陽能電池的發(fā)展做出過引人注目的貢獻(xiàn)。2014和2015張鳳玲教授和Inganes教授連續(xù)2年入選湯森路透社的材料科學(xué)“高被引科學(xué)家”。周印華教授在低功函界面修飾及聚合物電極方面做了大量的研究，他率先引入聚乙烯亞胺及衍生物（PEI和PEIE）修飾各種電極提高有機(jī)光電器件的效率(Science，2012，336，327)。目前該界面材料已成為提高聚合物太陽能電池性能的關(guān)鍵因素而被廣泛應(yīng)用于聚合物太陽能電池及其他光電子器件中。Vandewal教授在器件物理方面做出了先驅(qū)性的工作，他發(fā)展的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)與開路電壓的關(guān)系及理論已被廣泛采納并應(yīng)用于分析太陽能電池的能量損失和進(jìn)一步提高開路電壓及能量轉(zhuǎn)換效率。