有机太阳能电池具有低碳、轻质、柔性等优势，并且可以通过印刷技术低能耗快速制备，是一种极具价值的光伏技术，天然适用于建筑一体化与设备集成等场景。尽管近年来有机太阳能电池的能量转换效率取得了显著提升，但在大面积模组制备和器件稳定性化方面仍有待提高。

有机太阳能电池一般采用给体和受体材料共混溶液涂布制备。然而，该方法无法调控器件垂直方向上的梯度分布，不利于载流子快速传输。逐层制备、控制层间扩散、构筑相分离形貌是一种新型的器件制备方案，对垂直相分离调控具有较好的效果，然而在水平相分离调控上较为困难。对此，研究团队通过成膜添加剂筛选，在逐层制备中实现形貌预优化，并辅助控制层间扩散，成功地将垂直相分离于水平相分离协同调控，构建了具有梯度组分分布的双纤维网络相分离活性层形貌。其中，纤维直径约20纳米，纤维间共混相的尺度压仅几纳米，形成体相p-i-n结构，纤维密度大幅提高，连续性增强，大大优化了载流子的传输路径，使得激子在解离后能迅速转移至纤维网络快速传输，从而实现了高效的激子解离和载流子输运，显著减少了复合损失。

此外，这种活性层制备方法成功构筑了光伏薄膜表面褶皱，具有漫反射增强能力，综合效果类似于硅光伏的表面制绒工艺，对薄膜光伏组件的实际应用具有重要价值。表面褶皱形成关键是在受体层制备过程中引入高沸点添加剂，在马兰戈尼-伯纳德不稳定性和旋涂过程中的径向流作用下，形成了条纹褶皱。该褶皱形貌不仅增加了光在活性层中的行进路径，还通过散射反射效应大幅提升了光捕获能力，提高了光子在吸收层的利用效率，从而显著提升了电池的短路电流。通过纳米级与微米级多级次形貌的构筑与优化，研究人员成功制备了具有20.8%能量转换效率的小面积器件以及17.0%能量转换效率的模组器件，推进了有机太阳能电池效率的提升。