两亲性聚合物共网络（APCNs）由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成，近年来在被动光子学应用（如可穿戴发光太阳能聚光器）中引起关注。
本文成均馆大学Bo Ram Lee和剑桥大学Samuel D. Stranks等人将其应用拓展至有机光伏（OPVs）活性层中，实现了与传统OPV结构不兼容的下转换发光团的引入。APCN支架将亲水发光团限制在羟基丙烯酸酯域中，而疏水的PM6:Y6体异质结（BHJ）则位于聚二甲基硅氧烷域中。所选发光团具有选择性相亲和性及与BHJ互补的吸收特性。掺入二氰亚甲基-4H-吡喃（DCM）发光团的器件表现出增强的光电流，短路电流从25.7 mA cm⁻²提高至27.3 mA cm⁻²，同时保持0.86 V的开路电压。瞬态吸收光谱显示PM6和Y6的基态漂白延迟，与从发光团到BHJ的有效能量转移导致的激子补充一致。掠入射广角X射线散射表明，发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠，进而影响电荷传输。
本研究提出了一种通过将功能性分子嵌入APCNs中以增强光电器件的多功能策略，从光子学、光电学和结构角度提供了深入见解，并将APCNs确立为下一代器件工程的通用平台。
研究亮点：
- 创新性引入APCNs作为多功能支架：利用其纳米相分离结构，成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离，解决了材料不相容和能级不匹配问题。
- 实现高效下转换与分子堆叠调控双重功能：DCM发光团不仅通过能量转移将紫外-蓝光转换为BHJ可吸收的光子，提升光电流，其平面分子结构还增强了Y6受体的π-π堆叠，改善电荷传输。
- 提出普适性器件设计新范式：APCNs作为“支架中心”设计范式，可兼容多种功能性添加剂，为下一代光电器件（尤其是有机光伏）的材料集成与性能优化提供了新思路。
C.-S. Huang, D. Kim, W. Yang, et al. “ Amphiphilic Polymer Conetworks for Non-Fullerene Organic Solar Cells: Regulated Molecular Stacking Enables Efficient Downconversion.” Adv. Energy Mater. (2025): e04273.
https://doi.org/10.1002/aenm.202504273
