有機太陽能電池是解決環境污染、能源危機的有效途徑之一，被認為是具有重大產業前景的新一代綠色能源技術。但是，有機材料較低的載流子遷移率限制了活性層厚度，導致光吸收效率不足。盡管目前有機太陽能電池光電轉換效率已經提高到14%左右，如何進一步提高其效率是始終困擾科學家的關鍵難題。疊層有機太陽能電池是提高效率的最佳策略之一，可以充分發揮有機和高分子材料結構和性質的可調性特征，通過疊層電池中前后電池里活性材料互補的光吸收，更有效地利用太陽光，從而實現更高的能量轉換效率。

在國家重點研發計劃“納米科技”重點專項“石墨烯宏觀體材料的宏量可控制備及其在光電等方面的應用研究”、“高效穩定大面積有機太陽電池關鍵材料和制備技術”等項目的支持下，南開大學陳永勝、萬相見團隊和國家納米科學中心丁黎明團隊利用半經驗模型，從理論上預測了有機太陽能電池實際可以達到的最高效率和理想活性層材料的參數要求。通過采用適合的活性層材料，用成本低廉與工業化生產兼容的溶液加工方法制備得到了兩端疊層有機太陽能電池，實現了17.3%的光電轉化效率，刷新了目前文獻報道的有機/高分子太陽能電池光電轉化效率的世界最高紀錄，且穩定性優異，在經過166天連續測試后，性能損失僅為4%。

該研究工作為有機太陽能電池的基礎研究提供了新的思路，為有機太陽能電池的產業化提供有力技術支撐。研究成果8月10日在《科學》雜志上在線發表。