詹传郎**AEM：复杂造就高性能：从单向到双向 —— 协同型挥发性固体添加剂实现 20.16% 高效稳定有机太阳能电池

传统挥发性固体添加剂（VSAs）通常仅能调控有机太阳能电池（OSCs）活性层的给体或受体单相，难以实现两相微观结构协同优化，制约器件性能进一步提升。针对这一难题，内蒙古师范大学詹传郎、Xinming Zheng、北京师范大学冉光柳等人开展系统研究，开发了 3,5‑二氯硝基苯（DCNB）与 3,5‑二溴硝基苯（DBNB）两种卤代硝基苯类 VSAs，建立给体 - 受体双向协同调控策略。

凭借各向异性静电势与大偶极矩，添加剂可同步调控两相：一方面促进给体 D18 有序结晶与分子堆积，另一方面诱导受体 L8‑BO 形成紧密 J 聚集。紫外‑可见吸收光谱、原子力显微镜（AFM）及掠入射广角 X 射线散射（GIWAXS）表征证实，添加剂能够优化活性层相分离形貌，提升分子有序度，构筑理想的互穿网络。

器件测试显示，DCNB、DBNB 改性的 D18:L8‑BO 二元 OSCs 光电转换效率分别达到 20.16% 和 19.80%，显著高于对照组（17.87%）；其中 20.16% 的效率在采用 VSAs 制备的二元有机太阳能电池中处于前列。电荷动力学与飞秒瞬态吸收光谱结果表明，添加剂增强激子解离，有效抑制双分子复合与陷阱辅助复合，同时加快界面空穴传输，实现电荷传输均衡。能量损失分析显示，改性后器件非辐射复合损失与 Urbach 能量下降，印证薄膜分子有序性改善。

该策略在多种高效给体 - 受体体系中具备良好普适性，器件储存稳定性优异：老化 1000 h 后仍保留 90% 以上初始效率，且对添加剂浓度波动容忍度高，适合规模化制备。相较于传统单向 VSAs，本研究开发的卤代硝基苯类添加剂兼具各向异性分子设计、双向协同调控、显著性能提升与优良工艺稳定性，阐明了该类添加剂的作用机制，为制备高效稳定有机光伏器件提供重要参考。

文献信息Complex Makes It Powerful: From Unidirectional to Bidirectional via Synergistic Volatile Solid Additives Enabling 20.16% Efficient and Stable Organic Solar Cells

Jichu Wu, Pengyuan Su, Yu Wang, Zhaoshuang Liu, Haoran Zhang, Yingshuang Bi, Xinming Zheng, Guangliu Ran, Haiyang Li, Wenkai Zhang, Jing Zhang, Hairui Liu, Donghong Yu, Chuanlang Zhan

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71615

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