侧链变化对单晶结构的影响：揭示有机太阳能电池的结构-性能关系

摘要： 活性层中的分子堆叠组装对有机太阳能电池（OSC）的光伏性能具有重要影响。本研究报道了两种具有不同侧链的新型小分子给体FBT-O和FBT-H及其对应的富勒烯基有机太阳能电池。侧链的微小改变导致功率转换效率（PCE）产生显著差异。尽管两种给体的分子结构相似，但基于FBT-O的器件PCE几乎是基于FBT-H器件的三倍，其短路电流密度、填充因子均显著提高，且空穴迁移率提升了三个数量级。通过深入研究两者的单晶结构差异发现，FBT-O具有更好的平面性，从而形成适宜的相分离和畴尺寸。此外，共混薄膜的二维掠入射广角X射线散射结果表明，这两种给体与单晶结构相比保持了相似的堆叠结构，由此建立了分子堆叠结构与器件性能之间的明确关联。