激子扩散长度（LD）是有机太阳能电池（OSCs）的关键参数。目前性能最优异的OSCs基于Y型非富勒烯受体材料（包括Y6及其衍生物）。近期研究表明，Y型NFA中会产生分子间电荷转移激子，但ICT激子形成对LD的影响尚未明确讨论。
本文香港大学Philip C. Y. Chow等人指出，由于皮秒时间尺度上ICT激子形成导致光学带隙附近光谱演化，忽略此现象可能导致瞬态吸收数据分析中显著高估Y型NFA薄膜的LD。此外，在使用激子-激子湮灭模型进行数值拟合时，采用ICT激子的本征弛豫寿命对于可靠提取扩散系数和LD至关重要。
最后，除了显示LD随π-π堆叠间距减小而增加外，这些结果还表明LD由溶液加工Y型NFA薄膜的晶域尺寸决定，表明已报道的LD可能尚未达到其理论极限。这些结果为在OSC材料中实现长程激子扩散提供了新思路，为实现具有更大晶域尺寸和膜厚的高效OSCs铺平了道路。
文章亮点：
- 揭示ICT激子形成对LD测量的关键影响研究发现Y型NFA中皮秒级ICT激子形成会导致光谱演化，若忽略此效应，可能使LD被高估近一倍（如从~39 nm高估至~56 nm）。
- 提出准确的LD提取方法强调在使用激子-激子湮灭模型拟合时，必须采用固态薄膜中ICT激子的本征寿命（而非溶液中的LE寿命），并选择合适探测波段以避免瞬态电吸收信号干扰。
- 首次建立LD与晶域尺寸的直接关联通过GIWAXS/GISAXS分析，发现LD与π-π堆叠间距负相关，且与晶域尺寸（2Rg）高度匹配，表明晶域尺寸是限制激子扩散的关键因素，为通过调控晶域尺寸进一步提升LD指明方向。
Z. Wang, Y. Guo, H. Wang, et al. “ Quantitative Understanding of Charge-Transfer Exciton Diffusion in Y-Type Acceptors for Efficient Organic Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e17322.
https://doi.org/10.1002/adfm.202517322
