港中深颜骏团队: 揭示有机光伏电池经典Marcus分析失效根源+提出分层实践指南

本文系统揭示了经典Marcus理论在现代有机光伏(OPV)电池电荷转移态(CT)分析中的失效根源。背景方面，随着非富勒烯受体(NFAs)的应用，OPV器件采用较小给受体能级差(<0.2 eV)，导致CT态与局域激发态(LE)光谱严重重叠，同时有机薄膜的静态能量无序、LE-CT杂化等复杂因素挑战着Marcus理论的基本假设。研究目的在于厘清经典Marcus分析在当代OPV体系中的局限性，并建立可靠替代方案。结论指出，失效根源包括：(1)强发光LE态掩盖暗CT态时，标准拟合会高估CT能量；(2)静态能量无序导致发射光谱红移和非高斯展宽，使重组能被夸大；(3)LE-CT杂化导致“强度借用”效应。研究提出了分层实践指南：对CT部分可见体系应采用温度依赖s-EQE实验分离静态与动态无序；对CT不可见体系则需采用电吸收光谱(EAS)或半经典MLJ模型联合拟合。研究团队开发了开源工具Marcusfit以实现分析标准化。