在有机太阳能电池（OSCs)）爆发式增长之后，具有理想体异质结（BHJ）形态仍然是推动OSCs商业化的关键和挑战。

近日，上海交通大学钟洪亮特别研究员，陈立桅教授，Feng Liu，中科院苏州纳米所陈琪副研究员报道了利用氟溶剂的疏水性和随温度变化的相容性，开发了一种新的后处理方法，即热氟溶剂浸泡（HFSS），将BHJ短时间浸泡在热氟溶剂中，从而显著提高了BHJ的光伏性能。

文章要点

1）HFSS处理适用于不同的供体-受体组合，包括聚合物/小分子、全聚合物和全小分子体系，进而验证了HFSS在形态优化方面的通用性。

2）进一步的研究揭示了氟溶剂在HFSS加工过程中的通用性。首先，高氟化的溶剂通常与有机溶剂不相容，而大多数有机共轭分子和金属氧化物即使在较高的温度下也不溶于这些含氟溶剂。这一疏水特性正好满足了BHJ热SS的要求，保证了氟溶剂作为液体介质具有更好的导热性能。其次，氟溶剂特有的温变性，即随着温度的升高，氟相与有机相的混溶性增加，在较高的临界溶液温度下，氟/有机两相均相相容，这对形态的调节起着至关重要的作用。

3）众所周知，原始加工溶剂和添加剂的残留物普遍存在于铸膜中，会导致组分的形态缓慢恶化和分解。然而，残基可以作为一种有用的成分来调节HFSS的分子重组。热氟溶剂穿透共混膜后，能够与残渣均质，然后混合溶剂在BHJ内部扩散。由于残基数量极少，对有机半导体具有良好的溶解性，分子重组加快，强度更强，区域更大，结晶度提高，相分离。因此，由于热和溶剂的协同作用，经HFSS处理的BHJ获得了最佳的形貌，填充因子(FFs)的显著增加证实了这一点。此外，与广泛使用的热退火（TA）相比，HFSS在相对较低的温度下进行，处理时间更短，同时提供了更好的PCEs。

这项工作证明了HFSS是一种稳健的形态工程方法，适用于大规模制造。

Shan, T., Zhang, Y., Wang, Y. et al. Universal and versatile morphology engineering via hot fluorous solvent soaking for organic bulk heterojunction. Nat Commun 11, 5585 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-19429-x

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19429-x