基于二丁醚介导多重相互作用调控自组装分子膦酸锚定基团的高性能大面积有机太阳能电池研究

自组装分子(SAMs)作为空穴传输材料在有机太阳能电池(OSCs)中面临大面积器件性能下降的难题。研究人员创新性地提出多重相互作用抑制聚集(MISA)策略，采用二丁醚(DBtE)溶剂添加剂调控膦酸锚定基团，实现了20.3%(小面积)和18.6%(1 cm2大面积)的创纪录效率，为OSCs商业化提供了新思路。

自组装分子(Self-Assembled Molecules, SAMs)作为有机太阳能电池(Organic Solar Cells, OSCs)中炙手可热的空穴传输材料，却因两亲性导致的胶束形成问题，在大面积(>1 cm²)器件中表现欠佳。传统改性策略过度聚焦咔唑头基改造，却忽视了关键的膦酸(phosphonic acid)锚定基团优化，致使界面缺陷和表面覆盖不全等顽疾难除。

研究团队另辟蹊径，开发出多重相互作用抑制聚集(Multiple-Interaction-Suppressed Aggregation, MISA)新策略。巧妙选用二丁醚(Dibutyl Ether, DBtE)作为溶剂添加剂，这个"分子魔术师"同时施展三重绝技：1)与膦酸羟基选择性静电相互作用；2)产生定向空间位阻抑制自聚集；3)通过低挥发性调控成膜动力学。理论计算与实验表征双管齐下，证实DBtE能重构聚集行为，像"分子手术刀"般精准优化基底锚定，同步提升表面覆盖率和钝化氧空位缺陷。

这种精妙调控使界面陷阱辅助复合显著抑制，电荷提取能力大幅提升。经MISA策略改造的器件在小面积电池中斩获20.3%的冠军效率(对照组18.9%)。更令人振奋的是，得益于SAM层聚集行为的精准调控，1.0 cm²大面积器件创造了18.6%的效率纪录，这个数字在当前报道的大面积OSCs中堪称翘楚。研究为解决SAMs材料"面积放大效应"这一行业痛点提供了创新解决方案，为OSCs商业化进程注入新动能。