川大 彭强、徐小鹏AM：3D侧链构型驱动的双纤维互穿网络实现20.31%效率的逐层沉积有机太阳能电池

本文针对有机太阳能电池（OSCs）中逐层沉积（LbL）工艺面临的活性层形貌控制难题，特别是小分子受体难以形成连续互穿网络的问题展开研究。研究目的旨在通过分子设计策略赋予小分子受体“类聚合物”的纤维化能力，构建理想的给体/受体双纤维网络以提升器件性能。四川大学彭强、徐小鹏教授团队提出“三维侧链构型驱动纤维化”策略，在L8-BO的N-烷基侧链上引入大体积硅氧烷末端基团，合成了BTP-2Ph与BTP-3Ph两种不对称受体。研究发现，侧链末端基团体积决定了空间位阻与分子间互锁的竞争结果，其中体积更大的BTP-3Ph诱导了强烈的分子间物理互锁，促进了受体纳米纤维网络的自发形成。在LbL加工中，BTP-3Ph与给体D18形成了高度互穿的“双纤维”网络形貌，显著提升了激子解离、电荷传输与收集效率。最终，基于D18/BTP-3Ph的器件实现了20.31%的能量转换效率（PCE），开路电压达0.928 V，短路电流密度为26.86 mA cm⁻²，填充因子为81.54%，显著高于L8-BO对照器件（19.28%）。此外，该器件在650小时连续1-sun光照后仍保持85%的初始效率。该工作揭示了三维大体积侧链通过“位阻-互锁竞争”机制调控小分子受体纤维化行为的新路径，为高效稳定LbL有机太阳能电池的受体设计提供了重要指导。