聚合物太陽能電池原理特點
基於P3HT/PCBM的光伏器件能量轉換效率穩定達到3.5～4.0%左右，使這一體系成為聚合物太陽能電池研究的標準體系。但P3HT/PCBM體系也存在電子能級匹配性不好（P3HT的HOMO能級太高或者說PCBM的LUMO能級太低）的問題，這導致了器件的開路電壓較低，只有0.6V左右，這限制了其能量轉換效率的進一步提高。
國家聚合物太陽能電池研究成果
在國家自然科學基金委重點項目、中美雙邊國際合作項目和化學所分子科學中心創新項目的支持下，中科院化學研究所有機固體院重點實驗室的科研人員從2009年開始開展新型富勒烯衍生物受體光伏材料的研究。他們首先研究了PCBM取代基上中間碳鏈長度對光伏性能的影響，發現中間碳鏈短一個碳或長兩個碳的C60衍生物的光伏性能比PCBM稍優（Adv.Funct.Mater.2010，20，1480-1487）。接著他們合成了一種茚雙加成C60衍生物ICBA（分子結構見圖），其LUMO能級較PCBM上移0.17eV，在AM1.5，100mW/cm2光照條件下，基於P3HT/ICBA的光伏器件開路電壓達到0.84V，能量轉換效率達到5.44%，而同樣條件下，P3HT/PCBM體系的開路電壓只有0.58V，能量轉換效率3.88%（J.Am.Chem.Soc.，2010，132，1377-1382）。為了改進C60衍生物可見區吸收較弱的缺點，他們又合成了在可見區具有較強吸收的茚雙加成C70衍生物IC70BA，IC70BA的LUMO能級較PCBM上移0.19eV，基於P3HT/IC70BA的光伏器件能量轉換效率達到5.64%（Adv.Funct.Mater.，2010，20，3383-3389）。
國家聚合物太陽能電池研究新進展
最近，他們對以P3HT為給體、ICBA為受體的光伏器件進行了進一步的最佳化，在給體/受體重量比1:1、150攝氏度熱處理10分鐘器件製備條件下，聚合物太陽能電池能量轉換效率達到6.48%（其中開路電壓0.84V，短路電流10.61mA/cm2，填充因子72.7%），開路電壓、填充因子和能量轉換效率都是基於P3HT的聚合物太陽能電池文獻報導最高值（Adv.Mater.,2010,22,4355-4358.）。
另外，他們還與台灣交通大學合作，製備了以P3HT/ICBA為活性層的反向結構（以ZnO納米晶修飾的ITO電極為負極、PEDOT:PSS/Ag電極為正極）的聚合物太陽能電池，通過使用一種可交聯的C60衍生物為負極修飾層，器件的能量轉換效率也超過了6%，達到6.22%（其中開路電壓0.84V，短路電流12.4mA/cm2，填充因子60%），這是反向結構聚合物太陽能電池能量轉換效率的最高值（J.Am.Chem.Soc.，DOI:10.1021/ja108259n）。
由於P3HT具有易合成、低成本、以及反向結構器件高穩定性等突出優點，這一結果對於聚合物太陽能電池的實際套用具有重要意義。
