新兴的具有晶体结构域的非富勒烯受体(NFAs)可以实现更高性能的本体异质结(BHJ)太阳能电池。众所周知，热退火可以提高BHJ光活性层的形貌和性能。然而，在新兴的NFAs中，人们对退火诱导性能增强的微观机制知之甚少，特别是关于相互作用力的因素。
在这里，对体系PBDB-TF：Y6进行了优化退火，降低了开路电压(VOC)，但增加了短路电流(JSC)和填充因子(FF)，使得最终的光电转换效率(PCE)由14%提高到15%。美国西北大学材料科学与工程系的Tobin J. Marks、Antonio Facchetti等人利用SCLC、GIXRD、AFM、XPS、NEXAFS、R-SOXS、TEM、STEM、fs/ns TA谱、2DES和阻抗谱等手段，通过对载流子迁移率、薄膜形貌、电荷光生和复合等方面的深入研究，系统地研究了这些热退火效应。
令人惊讶的是，热退火没有改变薄膜的结晶度，也没有改变R-Soxs的特征尺寸、相对平均相纯度，也没有改变TEM成像的相分离，而是促进了Y6向BHJ薄膜顶表面的迁移，改变了PBDBTF/Y6的垂直相分离和混合，降低了底表面粗糙度。虽然这些形貌变化增加了双分子复合(BR)，降低了自由电荷(FC)产率，但它们也使电子和空穴的平均迁移率增加了至少两倍。
重要的是，增加的μh在增加的FF和PCE上占主导地位。 单晶X射线衍射表明，Y6分子通过其端基/核共面堆积，最短的π-π距离接近3.34A，阐明了Y6分子在纳米晶BHJ域中的面外π-面面堆积。密度泛函分析(DFT)表明，Y6晶体的空穴/电子重组能低至16 0/15 0 meV，大的分子间电子耦合积分为12.1~37.9 meV，使3d电子传输更合理化，μe相对较高，达到10-4cm2 V-1 s-1。
综上所述，这项工作阐明了热退火效应对高效NFA太阳电池和未来材料设计的任务影响。
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