有机太阳能电池（OSCs）由于其固有的灵活性、轻质特性以及适合大面积卷对卷加工的特点，在学术界和工业界受到了广泛关注。[1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16] 最先进的单结体异质结（BHJ）OSCs已实现了超过20%的功率转换效率（PCE），这得益于非富勒烯受体（NFAs）的进步，这是向商业化应用迈出的关键一步。[17],[18],[19] 然而，BHJ活性层的形成涉及多个热力学和动力学因素之间的复杂协调。[20],[21],[22],[23] 这种复杂性给精确控制供体/受体（D/A）界面微观结构和垂直相分布带来了重大挑战，可能导致载流子复合增加和电荷传输效率降低。[24] 相反，逐层（LBL）沉积技术有效地规避了BHJ器件的这些固有局限性。[25],[26] LBL工艺允许独立优化供体和受体层的沉积，并显著拓宽了溶剂选择范围及加工窗口。[27],[28],[29] 在沉积顶层时，底层界面的膨胀促进了不同组分的互扩散，形成了类似体异质结的结构。[30],[31] 具有这种结构的器件表现出有利的垂直相分布，对于高效电荷传输至关重要，展现出进一步发展的巨大潜力。
LBL工艺为调节活性层形态和提高OSCs性能提供了有效途径。[32],[33],[34],[35],[36],[37] 人们已付出大量努力来扩大供体和受体之间的互扩散区域，以促进激子解离。[38] 例如，王等人[39]通过将少量n型电子受体引入p型电子供体层，或反之，成功构建了PM6/L8-BO系统，并实现了19.4%的出色PCE。尽管这些策略往往会在活性层中引入更多亚稳态结构，增加了组分相容性和薄膜形成动力学的复杂性，但它们有效提高了激子解离效率，从而显著提升了器件效率。[40] 需要开发避免不连续和分散的亚稳态BHJ结构的有效方法。此外，传统含卤溶剂（如氯苯和氯仿）的毒性问题推动了环保绿色溶剂作为替代品的发展。[41],[42],[43],[44],[45] 然而，许多无卤溶剂在LBL工艺中对底层薄膜的渗透和膨胀能力不足，可能导致D/A界面接触不良、激子解离位点密度降低，从而导致显著的非辐射复合损失。[46] 因此，在绿色制造框架内开发一种有效促进激子解离和利用的通用策略，仍然是提升LBL-OSCs性能和实际应用的关键挑战。
受这些发现的启发，我们开发了一种基于水的纳米颗粒（NPs）系统，使用聚合物PM6和小分子BTP-eC9来绿色制备高性能OSCs。在依次沉积的邻二甲苯处理的LBL器件中，将含有混合供体-受体材料的水溶性有机纳米颗粒引入PM6/BTP-eC9界面。这些NPs在水溶液中分散均匀且稳定，其内部的供体-受体混合结构提供了丰富且连续的D/A界面，为激子解离创造了更多路径，并解决了绿色溶剂处理LBL器件中供体和受体层之间界面渗透不足的问题。关键的是，NPs的球形纳米结构减轻了传统平面异质结中的界面限制，显著增加了与上层受体层的接触面积，促进了高效的激子解离。深入的形态学表征进一步证实，LBL-NPs系统优化了分子排列方向和分子间间距，从而促进了电荷传输和收集。因此，由PM6/BTP-eC9组成的无卤LBL-NPs器件实现了26.92 mA cm?2的短路电流密度（JSC）和17.94%的高PCE。此外，该策略在其他光伏材料系统中也显示出广泛的适用性。值得注意的是，D18-Cl/NPs/L8-BO系统的PCE达到了20.61%（认证值为19.69%），属于迄今为止报道的无卤LBL架构中最高的效率之一。这项工作建立了一种基于水的有机NPs辅助的无卤LBL器件，有效促进了激子解离，为实现高性能OSCs提供了一条通用、可行且可持续的途径。
