Although an isolated individual molecule clearly has only one ionization potential, multiple values are found for molecules in ordered assemblies. Photoelectron spectroscopy of archetypical π-conjugated organic compounds on metal substrates combined with first-principles calculations and electrostatic modelling reveal the existence of a surface dipole built into molecular layers. Conceptually different from the surface dipole at metal surfaces, its origin lies in details of the molecular electronic structure and its magnitude depends on the orientation of molecules relative to the surface of an ordered assembly. Suitable pre-patterning of substrates to induce specific molecular orientations in subsequently grown films thus permits adjusting the ionization potential of one molecular species over up to 0.6 eV via control over monolayer morphology. In addition to providing in-depth understanding of this phenomenon, our study offers design guidelines for improved organic–organic heterojunctions, hole- or electron-blocking layers and reduced barriers for charge-carrier injection in organic electronic devices. Although an isolated individual molecule clearly has only one ionization potential, multiple values are found for molecules in ordered assemblies. By understanding this phenomenon, design rules for improving organic electronic interfaces can be derived.

Abstract Ground-state integer charge transfer is commonly regarded as the basic mechanism of molecular electrical doping in both, conjugated polymers and oligomers. Here, we demonstrate that fundamentally different processes can occur in the two types of organic semiconductors instead. Using complementary experimental techniques supported by theory, we contrast a polythiophene, where molecular p -doping leads to integer charge transfer reportedly localized to one quaterthiophene backbone segment, to the quaterthiophene oligomer itself. Despite a comparable relative increase in conductivity, we observe only partial charge transfer for the latter. In contrast to the parent polymer, pronounced intermolecular frontier-orbital hybridization of oligomer and dopant in 1:1 mixed-stack co-crystallites leads to the emergence of empty electronic states within the energy gap of the surrounding quaterthiophene matrix. It is their Fermi–Dirac occupation that yields mobile charge carriers and, therefore, the co-crystallites—rather than individual acceptor molecules—should be regarded as the dopants in such systems.

The narrowest armchair graphene nanoribbon (AGNR) with five carbons across the width of the GNR (5-AGNR) was synthesized on Au(111) surfaces via sequential dehalogenation processes in a mild condition by using 1,4,5,8-tetrabromonaphthalene as the molecular precursor. Gold-organic hybrids were observed by using high-resolution scanning tunneling microscopy and considered as intermediate states upon AGNR formation. Scanning tunneling spectroscopy reveals an unexpectedly large band gap of Δ = 2.8 ± 0.1 eV on Au(111) surface which can be interpreted by the hybridization of the surface states and the molecular states of the 5-AGNR.

Abstract Surface manipulation of quantum dots (QDs) has been extensively reported to be crucial to their performance when applied into optoelectronic devices, especially for photovoltaic devices. In this work, an efficient surface passivation method for emerging CsPbI 3 perovskite QDs using a variety of inorganic cesium salts (cesium acetate (CsAc), cesium idodide (CsI), cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), and cesium nitrate (CsNO 3 )) is reported. The Cs‐salts post‐treatment can not only fill the vacancy at the CsPbI 3 perovskite surface but also improve electron coupling between CsPbI 3 QDs. As a result, the free carrier lifetime, diffusion length, and mobility of QD film are simultaneously improved, which are beneficial for fabricating high‐quality conductive QD films for efficient solar cell devices. After optimizing the post‐treatment process, the short‐circuit current density and fill factor are significantly enhanced, delivering an impressive efficiency of 14.10% for CsPbI 3 QD solar cells. In addition, the Cs‐salt‐treated CsPbI 3 QD devices exhibit improved stability against moisture due to the improved surface environment of these QDs. These findings will provide insight into the design of high‐performance and low‐trap‐states perovskite QD films with desirable optoelectronic properties.

All‐inorganic perovskite light‐emitting diodes (LEDs) reveal efficient luminescence with high color purity, but their modest brightness and poor stability are still critical drawbacks. Here, the luminescent efficiency and the stability of perovskite LEDs (PeLEDs) are boosted by antisolvent vapor treatment of CsPbBr 3 embedded in a dielectric polymer matrix of polyethylene oxide (PEO). A unique method is developed to obtain high quality CsPbBr 3 emitting layers with low defects by controlling their grain sizes. CsPbBr 3 in PEO matrix is post‐treated with antisolvent of chloroform (CF), leading to microcrystals with a size of ≈5 µm along the in‐plane direction with active emitting composite of 90%. A device based on CF post‐treatment (CsPbBr 3 ‐PEO‐CF) film displays a brightness of up to 51890 cd m −2 with an external quantum efficiency of 4.76%. CsPbBr 3 ‐PEO‐CF PeLED still maintains 82% of its initial efficiency after 80 h continuous operation in ambient air, which indicates relatively good device stability. This work highlights that film quality is not only key to promoting fluorescence in CsPbBr 3 , but also to achieving higher performance PeLEDs.