有机光伏材料光电转换效率问题及其提升对策研究

饶 　麒
攀枝花学院

摘要

有机光伏材料因具备轻质、柔性及低成本等特性备受关注，但其光电转换效率（PCE）仍受限于材料本征特性
与器件物理机制。本文聚焦效率核心瓶颈，揭示光吸收范围受限（光谱利用率 <60%）、载流子传输损耗（迁移率差值
>103
）及非辐射复合（复合速率 >1012cm-3·s-1）三大问题。研究证实，能级失配（如 LUMO 偏移 0.3eV）导致开路电压损
失达 25%，而分子无序排列使电荷分离效率降低 40%。创新性提出梯度能级设计（Voc 提升 0.15V）、溶剂退火工艺（EQE
峰值增至 82%）及等离子体共振结构（光吸收增强 35%）等策略，构建多尺度优化体系。研究成果为突破 20% 效率阈值提
供理论框架与技术路径。

关键词

有机光伏材料；光电转换效率；能级调控；载流子传输；非辐射复合；微观形貌；光子管理

参考

[1] 裴娟 , 王馨卉 , 吕海军 , 王婷婷 .2 种具有吸光特性

的有机小分子空穴传输材料的合成及其光伏应用 [J]. 应用化

学 ,2024,41(11):1572-1587.

[2] 涂开槐 , 江雪 , 段泰男 , 肖泽云 . 高性能有机小分子

光伏给体材料研究进展 [J]. 有机化学 ,2024,44(11):3282-3298.

[3] 程毓君 . 优化活性层材料制备方法构建高性能有机

光伏器件 [D]. 南昌大学 ,2024.

[4] 白皓磊 . 高效给体 / 受体有机光伏材料的合成及器件

性能研究 [D]. 中原工学院 ,2024.

[5] 邓丹 , 周二军 , 魏志祥 . 氟化策略 : 高效有机光伏材

料的设计与应用 [J]. 物理化学学报 ,2018,34(11):1239-1249.