太阳能电池又称光电池，是一种通过太阳宫发电的光电半导体材料。这种材料只需要放置在室外，通过太阳光照射，内置器件就会产生输出电压形成回路，最终产生电流。目前大多数太阳能电池都是通过光化学效应或者光电效应直接把光能转换为电能，而目前主流的太阳能电池是晶硅太阳能电池。此前不少研究人员致力于研究太阳能对电能的效率转化问题，而太阳能效率也是目前各个科技公司亟待解决的首要问题。
此前埃尔朗根-纽伦堡大学的材料科学家在有机非富勒烯基单结太阳能电池的性能方面取得了新的记录。研究人员通过一系列复杂的优化，在一平方厘米的表面积上实现了12.25%的认证功率转换效率。该标准化表面区域是原型制造的初步阶段。该研究人员与我国华南理工大学的合作伙伴所实现的成果以及发表在Nature Energy期刊上。
有机光伏系统在过去几年中经历了快速发展，在大多数情况下，有机太阳能电池由两层半导体构成。一层通过提供电子作为供体，第二层作为受主或电子导体。与常规使用的必须从熔体中拉出或在真空系统中沉淀的硅相比，该体系中的聚合物层可以直接从溶液中沉积在支撑膜上。一方面，这意味着相对较低的制造成本，另一方面，这些柔性模块可以比城市空间中的硅太阳能电池更容易使用。长期以来，富勒烯（碳基纳米粒子）被认为是理想的受体，但富勒烯基复合材料的固有损失仍然严重限制了它们的潜在效率。因此，在埃尔朗根-纽伦堡大学开展的工作导致了范式的转变。而它们也和中国的研究人员一起发现一种新的有机分子，它比富勒烯吸收更多的光，而且非常耐用。
性能和耐用性的显着改进意味着有机混合印刷光伏电池现在变得对商业用途感兴趣。然而，为了开发实用原型，该技术必须从几平方毫米的实验室尺寸转移到一平方厘米的标准尺寸。而在光伏电池缩放过程中经常会出现重大损失，此前在德国研究基金会（DFG）资助的一个项目中，研究人员最终能够大大减少这些损失。在复杂的过程中，他们调整了有机半导体的光吸收，能级和微结构。该优化的主要焦点是供体和受体的兼容性，以及短路电流密度和开路电压的平衡，这是高输出电力的重要先决条件。
我们国家华南理工大学的研究人员将单分子基团插入并调整到聚合物结构中，这些基团中的每一个都影响着对太阳能电池功能至关重要的特殊特性。而和埃尔朗根-纽伦堡大学的材料科学家共同研究，将功率转换效率达到12.25％，这是基于溶液的有机单结太阳能电池的新认证记录。值得注意的是，研究人员成功地将比例损失保持在如此低的水平，以至于小型表面实验室中的最高值仅略低于13％。同时，他们能够在温度和日照等模拟条件下证明与生产相关的稳定性。
研究人员还称道，下一布将开始拓展模型尺寸，但这种太阳能电池用于商业扩展化中，而在技术方面，他们也将进一步探索。
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