疊層器件結(jié)構(gòu)可有效拓寬太陽能電池的光響應(yīng)范圍，在提升各種類型光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）方面具有重要應(yīng)用。相比于單結(jié)電池，疊層電池中涉及更多類型的光電活性和電極修飾層材料、且具有更加復雜的器件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高效率的疊層電池材料與器件制備是一項十分具有挑戰(zhàn)性的工作。在關(guān)鍵材料方面，高效率疊層有機太陽能電池需要分別具有較寬和較窄光學帶隙的子電池活性層材料以及用于聯(lián)結(jié)子電池的中間連接層材料。寬光學帶隙的子電池用于吸收高能量的短波太陽光，易于實現(xiàn)較高的開路電壓，但由于材料的能級排列方式不夠理想，現(xiàn)有的大多數(shù)寬帶隙有機光伏活性層材料的開路電壓大幅低于理論值。窄光學帶隙的子電池用于吸收低能量的長波太陽光，易于獲得較高的電流密度，現(xiàn)有的窄帶隙有機光伏活性層的外量子效率偏低，顯著限制的電流密度的提升。此外，在疊層器件設(shè)計中，各子電池吸收光譜之間的互補性不夠好也是限制其效率提升的瓶頸因素。有機疊層電池成功制備之后的多年時間中，此類電池的最高光電轉(zhuǎn)換效率一直由國外研究機構(gòu)所保持。