在有机太阳能电池（OSCs）领域，提升垂直电荷传输效率一直是关键研究方向。将分子堆积方式从端面取向（edge-on）调整为面取向（face-on），被证实是提高光伏性能的有效途径。然而，实现这一结构转变的精准调控，因制备工艺复杂而面临巨大挑战。
针对这一难题，科研团队提出了一种创新策略。广西大学的阚志鹏与清华大学深圳国际研究院材料研究所的Safakath Karuthedath等人，采用微量聚合物给体PTO2作为辅助调控手段，成功诱导非富勒烯受体（NFA）相形成面取向优势堆积。这一突破为解决分子堆积调控难题提供了新思路。
微观结构表征技术为该策略的有效性提供了有力证据。原子力显微镜（AFM）与掠入射广角X射线散射（GIWAXS）的形貌分析显示，PTO2能够促进非富勒烯受体薄膜的J-聚集，并显著提高其结晶度。这一过程为面取向优势堆积的形成奠定了基础，为后续性能提升创造了条件。
该策略在电荷传输和复合抑制方面表现出色。实验表明，PTO2的引入可协同促进电荷传输，同时抑制双分子复合，降低陷阱态密度。它还能减少陷阱辅助复合，降低能量无序度，有效改善电荷提取效率。这些综合效应直接提升了器件的短路电流密度（Jsc）与填充因子（FF）。
在实际应用中，该策略展现出显著优势。以PM6/L8-BO体系为基础的双层有机太阳能电池，在添加浓度为0.8 mg·mL⁻¹的PTO2后，器件填充因子接近80%，光电转换效率（PCE）达到20.2%的纪录值。这一性能指标显著优于未添加PTO2的旋涂器件，验证了该策略的实用性。
更值得关注的是，这种由PTO2驱动的分子取向调控策略具有广泛的适用性。在多种给体-受体体系中，该策略均展现出稳定的调控效能，为不同材料体系的性能优化提供了通用解决方案。这一发现为高性能双层有机太阳能电池的规模化制备开辟了实用路径。
相关研究成果已发表于国际权威期刊，题为《Tailoring Molecular Orientation with a Polymer Additive Enables Bilayer Organic Solar Cells with 20.2% Efficiency》。该研究通过聚合物给体添加剂的创新应用，为非富勒烯受体分子取向的精准调控提供了全新范式，推动了有机太阳能电池技术的进一步发展。
