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有機太陽能電池通常由兩種材料制成：供體和受體，這有助于有效的電荷分離。對于受體，最常用的分子是藍色吸附性富勒烯中的一個。這使得供體材料的吸收光譜可以覆蓋盡可能多的太陽光光譜。但大多數(shù)有機半導(dǎo)體只有一個小的光學(xué)帶寬。因此，基于這種材料的太陽能電池只捕捉到太陽光譜的一小部分。
這個問題可以通過設(shè)計一個適當(dāng)?shù)亩询B或串聯(lián)組態(tài)來克服，調(diào)整一些有機材料，使得各自吸收光譜的單獨一部分，從而增加了整個裝置的效率。使用高頻帶間隙的半導(dǎo)體材料吸收短波輻射，波長較長的部分傳送到后續(xù)的半導(dǎo)體。
在這種背景下，研究人員對多結(jié)太陽能電池的發(fā)展寄予厚望，希望能大幅度超越單結(jié)有機光伏電池的性能。
從理論上講，隨著結(jié)的數(shù)目無限增加，太陽能電池可以得到的最大功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）為高度集中陽光的近87%。我們面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)可以實現(xiàn)大范圍帶隙和以高結(jié)晶質(zhì)量增長的半導(dǎo)體材料系統(tǒng)。
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