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  有機太陽能電池（OSCs）作為新興的光伏技術，具有柔性、便攜、半透明等優勢，在可穿戴電子設備、光伏建筑一體化等領域的應用潛力巨大。近年來，隨著新材料合成、器件結構優化等方面的不斷創新，OSCs的光伏性能發展迅猛。但受限于有機半導體相對較低的電荷傳輸能力，有機光伏器件的光電轉換效率（PCE）仍有很大的提升空間，而調控光活性層各組分的聚集行為是進一步提高OSCs性能的關鍵途徑。已有研究證實在活性層中構建納米纖維聚集體是實現高效激子解離和電荷傳輸的有效手段，但不合適的纖維尺寸會阻礙器件性能的提升。因此，通過結構設計或物理方法精確調控納米纖維的形態和幾何尺寸，如長度和寬度，仍需深入研究。

圖3 噻吩分子添加劑在D18中的普適性研究。

圖4 分子動力學模擬和纖維形成機理圖。

  采用上述添加劑處理的聚合物作為電子給體，L8-BO為電子受體，結合逐層涂膜方法制備贗本體異質結有機太陽能電池，發現器件的激子擴散和解離能力、電荷傳輸和收集效率均有顯著提高，最終在T-2OOD處理的D18/L8-BO p-BHJ OSCs中獲得了20.1%的光電轉換效率。

  綜上，本工作設計了一系列具有不同烷基鏈長度的噻吩類分子添加劑，以調控聚合物給體纖維的幾何形態。綜合模擬和實驗表征表明，這些添加劑與共軛聚合物的烷基側鏈相互作用，可以調節它們的層間堆積，最終促使PM6和D18中纖維直徑分別從12.6和15.4 nm逐漸增加到21.8和27.6 nm。在本工作中，更寬的纖維直徑（小于30 nm）同時促進了激子解離和電荷傳輸，最終在PM6/L8-BO和D18/L8-BO二元p-BHJ OSCs中實現了最高19.8%和20.1%的PCE。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15266