EES：阐明原始非富勒烯受体有机太阳能电池中异质结的作用

非富勒烯受体（NFAs）正在迅速改变有机太阳能电池（OSC）的性能和稳定性，但原始NFA器件的工作原理仍未被充分探索。

本研究阿卜杜拉国王科技大学Derya Baran等人揭示了界面能级（而非体相性质）主导了基于原始NFA光活性层（PALs）中的电荷生成和复合。尽管近期研究认为NFA体相中可自发产生电荷，但我们的结果表明，电荷生成和提取主要发生在空穴传输层（HTL）/NFA界面，类似于双层器件行为。此外，CuSCN形成的有利界面可维持长寿命电荷并增强光电流，而PEDOT:PSS因能级排列不佳和高陷阱密度，通过三重态激子形成导致严重的复合损失。引入少量（2 wt.%）给体聚合物可超越PAL渗透阈值，形成给体-受体界面，从而提升光子利用率、减少注入势垒并改善电荷传输。

这些结果不仅挑战了当前对原始NFA器件中电荷生成的理解，还为简化、可扩展的单组分OSC设计提供了新原则，适用于下一代半透明光伏技术（如建筑一体化光伏和农业光伏）。

研究亮点

1. 界面主导电荷生成：研究发现原始非富勒烯受体（L8BO）中的电荷生成并非源于体相，而是发生在与空穴传输层（HTL）的界面，颠覆了此前关于NFA自发电荷生成的假设。

2. HTL材料的关键作用：CuSCN作为HTL时能形成高效电荷分离和长寿命电荷，而PEDOT:PSS则因能级不匹配成为复合中心，导致性能大幅下降。

3. 微量给体聚合物的增效机制：仅添加2 wt.%的给体聚合物（如PM6）即可显著提升光电流，通过扩展给体-受体界面和优化能级排列，将器件效率从4.2%提升至7.9%。

Elucidating the Role of Heterojunction in Pristine Non-Fullerene Acceptor Organic Solar Cells

A. Sharma, J. Gorenflot, H. Xu, J. P. Jurado, S. Alam, D. R. Villalva, X. Pan, J. Bertrandie, P. D. Nayak, Y. He, M. Alqurashi, Y. Luo, M. R. Andersson, O. Sandberg, F. Laquai and D. Baran, Energy Environ. Sci., 2025, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D5EE02324F

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee02324f

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