有机太阳能电池（OSCs）通常会利用电子供体（D）和受电子（A）材料之间的异质结将激子分裂成电荷。然而，D-A共混物的使用本质上限制了光电压，并导致了形态的不稳定性。噻吩类小分子α-Sexithihene（α-6T）被广泛认为是电子供体和p型有机半导体，换句话说，α-6T没有D-A双重性质。
有鉴于此，英国伦敦帝国理工学院James R. Durrant，Ji-Seon Kim，法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学Gabriele D’Avino，英国斯旺西大学Koen Vandewal报道了可有效产生光电流的基于α-6T的同质结OSCs （HOSC），其具有44%的外量子效率（EQE）和1.61 V的开路电压（VOC）。
文章要点
1）瞬态吸收光谱(TA)测量表明，原始α-6T薄膜的光激发导致激子产生高效的超快载流子，即电荷产生发生在原始α-6T的本体中。
2）使用特定的工艺参数，研究人员制备了具有竖向/横向两种分子取向的薄膜，形态学、光电子能谱和模拟研究表明，具有两不同取向的α-6T晶畴之间的边界产生了静电能态，界面能偏移为0.4 eV，促进了界面上激子/电荷转移杂化态的形成，有效地解离为自由电荷。
3）基于嵌入式多体理论的最新计算表明，这种由分子间静电相互作用所决定的能量偏移会持续存在于竖向/横向晶界处，从而促进具有分子内/ CT混合特征的低层激发的形成。这些界面态的数量和解离为基于α-6T的HOSC中高电荷产生量子产率提供了理论依据。
Dong, Y., Nikolis, V.C., Talnack, F. et al. Orientation dependent molecular electrostatics drives efficient charge generation in homojunction organic solar cells. Nat Commun 11, 4617 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-18439-z
https://doi.org/10.1038/s41467-020-18439-z
