长激子扩散长度（LD）是有机太阳能电池中最大化激发捕获的关键，但据报道，非富勒烯受体（NFA）的值存在矛盾。为了了解实现大LD的因素，阿卜杜拉国王科技大学Julien Gorenflot、Catherine S. Pursglove De Castro、Wenchao Yang将瞬态吸收光谱（TAS）对激子衰变的实验观察与4种ITIC衍生物的微观动力学蒙特卡罗（KMC）模拟相结合。
本文要点：
1) 考虑到单线态激子-单线态激子湮灭（SSA）和本征激子寿命τ，作者对激子衰变进行了拟合，得到了20至70 nm的LD。讨论了τ独立估计的关键重要性，发现原始NFA薄膜的测量结果比嵌入惰性聚苯乙烯基质中NFA分子的测量结果更具相关性。
2) 根据实验参数，考虑高斯能量无序，作者确定了立方晶格中的微观共振能量转移跳跃率和湮灭率。只要使用接近分子π-π堆叠距离的晶格常数a，这些速率的KMC模拟就能再现实验瞬态和LD。研究发现，这种紧密堆积和低无序度对于达到大LD至关重要，并且经验上呈线性关系，因此40 meV的无序度可以通过1埃的紧密堆积（较短的a）来补偿。
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
