有机太阳能电池（OSCs）由于其具有重量轻、机械柔韧性好，半透明等特点，在有机电子器件中备受关注。然而，OSCs在光激发下通常会产生Frenkel激子，这种激子由于其具有低介电常数，高的结合能，必须到达特定的位置并需要额外消耗能量才能解离成自由载流子。因此，长激子扩散长度(L_D)是确保激子在复合之前到达给体/受体界面的必要条件。

对于有机半导体，激子扩散长度可以用方程来量化，其中D是激子扩散系数，τ是激子寿命。目前，提高L_D的主要策略是通过提高材料的结晶度、降低重组能和缩短分子间距离来有效地增强D。然而，提高有机半导体本征τ的有效策略还尚未有报道。

在有机半导体中，由于激子的非辐射复合速率远大于辐射复合速率，因此，激子寿命τ主要受制于非辐射复合速率。根据玻恩-奥本海默近似，非辐射复合速率与高频振动的平均频率正相关。而有机半导体的高频振动主要来源于C-H或C-C等轻质振动。因此，降低分子骨架的振动频率将会降低非辐射复合速率从而延长激子寿命τ。

考虑到分子骨架振动频率与原子质量紧密相关，中南大学赵富稳教授、贺跃辉教授与何旦副教授提出了分子氘代策略，将非富勒烯受体分子烯键上的氕用氘取代。

密度泛函理论计算表明，C-H键在非富勒烯受体双键上的激发态振动频率为3233.04 cm^-1和3233.13 cm^-1，而C-D键在非富勒烯受体双键上的激发态振动频率为2379.60 cm^-1和2379.75 cm^-1，说明氘代可以有效降低分子骨架的激发态振动频率。基于此，作者设计合成了氘代小分子受体L8-BO-D。

利用瞬态荧光测试L8-BO和L8-BO-D薄膜的τ，发现L8-BO-D的τ为1.35 ns，高于L8-BO（0.90 ns），这也是目前已报道的非富勒烯受体τ的最高值。为探究τ增长的原因，作者分别测试了两种受体的变温荧光来评估二者的激子与声子耦合程度。由于激子与光声子之间的强相互作用，荧光光谱的半峰宽一般随温度的升高而增大。分别对两种不同受体荧光半峰宽进行拟合，作者发现L8-BO-D的激子-声子相互作用弱于L8-BO，这也意味着氘代可以抑制激子-振动耦合，提高τ。

由于氘代后τ有明显提高，作者利用瞬态吸收测试了两种不同受体的L_D。结果表明，氘代后L8-BO-D的溶液τ和D均有明显提高，因此L8-BO-D的L_D达到10.7 nm，高于未氘代的受体L8-BO（7.9 nm）。这说明氘代策略可以有效提高L_D。

最终，作者制备了基于PM6:L8-BO和基于PM6:L8-BO-D的本体异质结器件,基于PM6:L8-BO-D的器件PCE为18.5%，高于基于PM6:L8-BO的器件(17.2%)。此外，由于L8-BO-D具有较长的L_D，基于D18/L8-BO-D的PPHJ器件达到了19.3%的PCE，这是单结OSC的最高值之一。作者的工作表明，氘代策略是增加非富勒烯受体τ和L_D的有效途径，从而提高OSCs的PCE。