利用挥发性固体添加剂实现有机光伏材料中的形态控制与激发态工程

《Journal of Materials Chemistry A》：Simultaneous morphology control and excited-state engineering in organic photovoltaics using volatile solid additives

VSAs通过调节活性层形貌和激发态动力学显著提升有机太阳能电池效率。研究对比了2-BCB和4-BCB两种非卤素VSAs的取代位置效应，发现4-BCB因分子间氢键和强偶极矩形成三维网络结构，增强载流子传输并减少复合，使器件效率达18.49%，优于对照组（17.48%）和2-BCB组（18.03%）。

　　

固态添加剂（SAs），尤其是挥发性固态添加剂（VSAs），因其在调控活性层形态、调节激发态动态以及优化有机太阳能电池（OSCs）性能方面的巨大潜力而受到了广泛关注。本研究选取了两种非卤代异构的VSAs——2-BCB和4-BCB，深入探讨了羟基和酯基取代位置对光学性质、与活性层的相互作用、形态调控以及激发态特性的影响。与2-BCB相比，平面结构的4-BCB具有分子间的氢键和较大的偶极矩，形成了三维互联的网络结构，从而增强了载流子的传输能力，提高了载流子的传输效率，并减少了载流子的复合现象。飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）的结果表明，经过4-BCB处理的器件中空穴传输速度更快，这显著提升了OSCs的性能。基于4-BCB的D18:L8-BO器件实现了18.49%的效率，远高于对照组器件（17.48%）和使用2-BCB处理的器件（18.03%）。该研究强调了使用VSAs协同优化活性层形态和激发态特性的巨大潜力，并为理解VSAs的结构与其性质之间的关系提供了宝贵的见解。