北卡罗来纳州立大学的新研究让我们更深入地了解有机太阳能电池中光能转化为电能的具体过程。研究人员开发了一种新方法，可以可视化阳光能量转化为电荷的界面，并利用这些发现制定了一套可以提高有机太阳能电池效率的设计规则。

该项研究发表在《物质》杂志上。

有机太阳能电池由碳基聚合物材料制成，这种材料成本低廉，可由地球上储量丰富的材料制成，并且具有一些吸引人的特性，例如可以制成半透明或透明的窗户应用。此外，作为薄膜太阳能电池，它们可以用于轻便灵活的太阳能应用，适合卷对卷制造，这也使它们易于运输和安装。

然而，有机太阳能电池在将光转化为电能方面的效率不如硅或钙钛矿太阳能技术。

“有机太阳能电池由两种材料混合而成，”该论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程系教授、大学学者阿拉姆·阿马西安 (Aram Amassian) 说道。

“这两种材料都从阳光中获取电子。然而，其中一种材料是聚合物，可以获取电子，但必须与第二种材料相互作用才能将这些电子传递下去。这种聚合物被称为供体材料;另一种物质，通常是小分子，被称为受体材料。

为了应对这一挑战，研究人员开发了一种扫描探针显微镜方法，使他们不仅可以绘制供体和受体混合物的地形特征，还可以绘制供体和受体材料在界面处的能量特征 - 例如界面处的能量梯度以及供体和受体材料在界面处的无序程度。

研究人员成功证明，通过改变制造过程中供体和受体的混合方式，可以“修复”能量差异并调整界面处的无序性，从而尽可能减少电压损失。