有机体异质结太阳能电池的给体/受体(D/A)界面上的LUMO或HOMO能级差对其短路电流和开路电压都有很大的影响。实验证明,界面能级差越大则电荷分离效率越高,短路电流越大[1]。但过大的界面能级差使得有效带隙宽度变小,从而造成了开路电压的损失。我们用器件模拟的方法探究能同时实现较高短路电流和开路电压的最优化界面能级差[2]。通过计算不同界面LUMO能级差下的短路电流发现:如果电荷分离的机制是非相干的Marcus机制,短路电流随着LUMO能级差的增大急剧上升,直到在能级差为0.2eV时接近饱和,这是由于激子拆分速率的提高与激子数的耗尽两种过程的竞争造成的。当空穴转移机制对电荷分离的贡献更大时,所需的界面能级差更大,接近0.5 eV.如果电荷分离机制的离域电子态介导的相干转移,短路电流也会随LUMO能级差的增大急剧上升,直到0.2 eV以后增大趋势逐渐变缓。在通过减小无序效应尽可能降低深能级带隙电子态降低的条件下,可以在较小的界面能级差下实现较高的短路电流,并避免了开路电压的损失,这可以解释一些非富勒烯受体材料太阳能电池的良好工作性能[3]。本工作定量上揭示了短路电流对界面能级差的依赖关系,表明了同时达到高短路电流和开路电压的界面能级差在0.2 eV附近。