东华大学胡华伟/陈义旺 Angew: 调控卤化添加剂中的σ-Hole相互作用实现19.8%高性能有机太阳能电池

本文研究了有机太阳能电池（OSCs）中挥发性固体添加剂对活性层形貌的调控机制，特别是通过调控σ-Hole相互作用来优化器件性能。研究选取了两种卤素取代的挥发性固体添加剂1,4-二溴苯（DBB）和1,4-二氟-2,5-二溴苯（DFBB），通过理论计算和实验验证，深入探讨了其电子结构特性及对活性层形貌的调控机制。结果表明，DFBB具有更高的ESP极值和更强的σ-Hole相互作用位点，能够与受体材料形成更强的非共价相互作用，有效改善了受体的结晶行为，并在成膜过程中平衡了给体和受体的结晶差异，促进了致密分子堆积和有序取向的形成。基于PM6:L8-BO体系的OSCs在DFBB处理后实现了19.2%的PCE，显著高于对照组（17.0%）和DBB处理组（18.2%），且展现更优异的器件稳定性。该策略在PM6:Y6、PM6:BTP-eC9及D18:L8-BO体系中均获验证，其中D18:L8-BO器件获得了19.8%的出色PCE。