在有機太陽能電池（OSCs）領域，提升垂直電荷傳輸效率一直是關鍵研究方向。將分子堆積方式從端面取向（edge-on）調(diào)整為面取向（face-on），被證實是提高光伏性能的有效途徑。然而，實現(xiàn)這一結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的精準調(diào)控，因制備工藝復雜而面臨巨大挑戰(zhàn)。

針對這一難題，科研團隊提出了一種創(chuàng)新策略。廣西大學的闞志鵬與清華大學深圳國際研究院材料研究所的Safakath Karuthedath等人，采用微量聚合物給體PTO2作為輔助調(diào)控手段，成功誘導非富勒烯受體（NFA）相形成面取向優(yōu)勢堆積。這一突破為解決分子堆積調(diào)控難題提供了新思路。

微觀結(jié)構(gòu)表征技術為該策略的有效性提供了有力證據(jù)。原子力顯微鏡（AFM）與掠入射廣角X射線散射（GIWAXS）的形貌分析顯示，PTO2能夠促進非富勒烯受體薄膜的J-聚集，并顯著提高其結(jié)晶度。這一過程為面取向優(yōu)勢堆積的形成奠定了基礎，為后續(xù)性能提升創(chuàng)造了條件。

該策略在電荷傳輸和復合抑制方面表現(xiàn)出色。實驗表明，PTO2的引入可協(xié)同促進電荷傳輸，同時抑制雙分子復合，降低陷阱態(tài)密度。它還能減少陷阱輔助復合，降低能量無序度，有效改善電荷提取效率。這些綜合效應直接提升了器件的短路電流密度（Jsc）與填充因子（FF）。

在實際應用中，該策略展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。以PM6/L8-BO體系為基礎的雙層有機太陽能電池，在添加濃度為0.8 mg·mL?1的PTO2后，器件填充因子接近80%，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達到20.2%的紀錄值。這一性能指標顯著優(yōu)于未添加PTO2的旋涂器件，驗證了該策略的實用性。

更值得關注的是，這種由PTO2驅(qū)動的分子取向調(diào)控策略具有廣泛的適用性。在多種給體-受體體系中，該策略均展現(xiàn)出穩(wěn)定的調(diào)控效能，為不同材料體系的性能優(yōu)化提供了通用解決方案。這一發(fā)現(xiàn)為高性能雙層有機太陽能電池的規(guī)?；苽溟_辟了實用路徑。

相關研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊，題為《Tailoring Molecular Orientation with a Polymer Additive Enables Bilayer Organic Solar Cells with 20.2% Efficiency》。該研究通過聚合物給體添加劑的創(chuàng)新應用，為非富勒烯受體分子取向的精準調(diào)控提供了全新范式，推動了有機太陽能電池技術的進一步發(fā)展。