長激子擴散長度（LD）是有機太陽能電池中最大化激發捕獲的關鍵，但據報道，非富勒烯受體（NFA）的值存在矛盾。為了了解實現大LD的因素，阿卜杜拉國王科技大學Julien Gorenflot、Catherine S. Pursglove De Castro、Wenchao Yang將瞬態吸收光譜（TAS）對激子衰變的實驗觀察與4種ITIC衍生物的微觀動力學蒙特卡羅（KMC）模擬相結合。
本文要點：
1) 考慮到單線態激子-單線態激子湮滅（SSA）和本征激子壽命τ，作者對激子衰變進行了擬合，得到了20至70 nm的LD。討論了τ獨立估計的關鍵重要性，發現原始NFA薄膜的測量結果比嵌入惰性聚苯乙烯基質中NFA分子的測量結果更具相關性。
2) 根據實驗參數，考慮高斯能量無序，作者確定了立方晶格中的微觀共振能量轉移跳躍率和湮滅率。只要使用接近分子π-π堆疊距離的晶格常數a，這些速率的KMC模擬就能再現實驗瞬態和LD。研究發現，這種緊密堆積和低無序度對于達到大LD至關重要，并且經驗上呈線性關系，因此40 meV的無序度可以通過1埃的緊密堆積（較短的a）來補償。
Wenchao Yang et.al Determining Exciton Diffusion Length in Organic Semiconductors: Unifying Macro- and Microscopic Perspectives Adv. Energy Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/aenm.202405322
