作为一种新型的光伏器件,基于共轭聚合物为核心成分的聚合物太阳电池近年来在国际上引起了广泛和关注[1].聚合物太阳电池,综合了共轭有机小分子/聚合物所兼备的优良半导体特性(比如,可通过化学结构的改变－通过改变共轭链长度、替换取代基、调整主、侧链结构及组成等方法调节共轭聚合物的电子结构和吸收带)和机械加工特性,使得人们可在室温下以配制溶液,然后通过旋转涂膜、喷涂等成膜,或者用滚筒印刷,喷墨打印的方式,可以制备质量轻、柔性好、成本低廉的大面积太阳电池.与无机半导体太阳电池有非常强的互补性,因而具有重要的发展和应用前景.过去 5 年来,经过各国基础研究机构和技术开发部门的通力协作,制约有机/聚合物太阳电池大规模应用的关键瓶颈——光电转换效率偏低的问题已经取得突破性进展,有机/聚合物太阳电池的实验室能量转换效率已经从 2001 年的 2％提高到目前的 10％左右,已具备便携式能源的开发价值.有机/聚合物太阳电池能量转换效率的不断提高主要来源于两方面的贡献：其一是很多新型、高性能的光伏活性材料的成功研发；其二是新型器件结构及新的器件优化方法的进步.2012年,我们利用带有极性基团的共轭聚合物薄层作为表面修饰层,将氧化铟锡导电玻璃的功函数大幅提高0.6eV,可用于制备新颖结构的反型聚合物太阳电池.所获得的最好性能的器件,其效率经国家光伏质检中心检测,达到9.2％,处于同期同类器件的国际最好水平[2].本报告在总结本团队在利用水/醇溶共轭聚合物提高聚合物太阳电池效率的科学研究和发展新型聚合物太阳电池器件结构方面做出的一些原创性的工作的基础上,系统阐述通过界面工程、光学工程和器件结构创新等方面的综合创新,并报道能量转换效率达到10％的单结聚合物太阳电池[2],其性能接近非晶/微晶硅太阳电池的水平,为其实用化打下更好的基础.