在Y系列有机太阳能电池（OSCs）中，调控活性层在干燥过程中的形貌对于同时实现高效率与高耐久性至关重要。
本文德国埃尔朗根-纽伦堡大学Chao Liu、Christoph J. Brabec和华南理工大学陈军武等人揭示了三种原位可移除（ISR）的同分异构体添加剂——oDF（液态）、mDF（准固态）和pDF（固态）的物理状态如何主导二元OSCs的薄膜形成、分子有序化和器件稳定性。其中，准固态mDF作为一种冷升华的瞬态结构剂：它拓宽了早期溶剂移除窗口，同时加速了中间阶段结晶，收紧π-π堆积，增大相干长度，并编程出有利的垂直相分离，这些通过原位紫外-可见吸收、掠入射广角X射线散射和深度分辨光谱得以解析。mDF与L8-BO的相互作用最强，且能完全从薄膜中蒸发，从而最小化非辐射损失并避免残留添加剂对器件稳定性的不利影响。因此，PM6:L8-BO器件实现了19.28%的光电转换效率（PCE），并具备提升的载流子迁移率和受抑制的陷阱辅助复合；将mDF应用于D18:L8-BO体系可获得20.08%的效率。在70°C、1个太阳光照下，mDF将器件运行稳定性提升至T₈₀ = 477小时，显著优于oDF（58小时）、pDF（279小时）以及无添加剂的对照组（103小时）。
这些结果确立了物理状态编程的ISR添加剂作为一条通用路径，可协同优化OSCs的效率与稳定性，并为可扩展、无残留的形貌控制提供了机理指导。
研究亮点：
- 提出“准固态”添加剂新策略：首次系统比较了液态(oDF)、准固态(mDF)和固态(pDF)同分异构体添加剂，发现准固态mDF兼具液态添加剂的加工调控能力和固态添加剂的易移除性，作为“冷升华瞬态结构剂”在薄膜干燥中发挥独特作用。
- 同时大幅提升效率与稳定性：mDF通过优化结晶动力学、收紧π-π堆积、增大相干长度并编程有利的垂直相分离，将PM6:L8-BO器件效率提升至19.28%（D18:L8-BO体系超20%），并将高温光照下的运行稳定性（T₈₀）大幅延长至477小时。
- 揭示普适性作用机理：结合原位光谱、理论计算与深度分析，阐明mDF与受体L8-BO的强相互作用及其完全蒸发特性，是同时实现高效率和低非辐射损失、避免残留导致性能衰退的关键。
Z. Zhang, L. Kong, X. Wang, et al. “ Cold-Sublimating Quasi-Solid Additive Enables High Efficiency and Long Operational Stability Binary Organic Solar Cells.” Advanced Energy Materials (2025): e05276.
https://doi.org/10.1002/aenm.202505276
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/03/50013834.html
