Organic semiconductors (OSCs) are of fundamental and technological interest, owing to their properties and functions in a range of optoelectronic devices, including organic light-emitting diodes, organic photovoltaics and organic field-effect transistors, as well as emerging technologies, such as bioelectronic devices. The solid-state organization of the subunits in OSC materials, whether molecular or polymeric, determines the properties relevant to device performance. Nevertheless, the systematic relationships between composition, structure and processing conditions are rarely fully understood, owing to the complexity of the organic architectures and the resulting solid-state structures. Characterization over different length scales and timescales is essential, especially for semi-ordered or amorphous regions, for which solid-state NMR (ssNMR) spectroscopy yields nanoscale insight that can be correlated with scattering measurements and macroscopic property analyses. In this Review, we assess recent results, challenges and opportunities in the application of ssNMR to OSCs, highlighting its role in state-of-the-art materials design and characterization. We illustrate how insight is obtained on local order and composition, interfacial structures, dynamics, interactions and how this information can be used to establish structure–property relationships. Finally, we provide our perspective on applying ssNMR to the next generation of OSCs and the development of new ssNMR methods.

有机半导体（OSC）由于其在一系列光电器件中的特性和功能而具有基本和技术意义，这些光电器件包括有机发光二极管，有机光伏和有机场效应晶体管，以及新兴技术，例如生物电子设备。OSC材料中亚基的固态组织，无论是分子的还是聚合物的，都决定了与器件性能相关的特性。然而，由于有机结构和所形成的固态结构的复杂性，很少充分了解组成，结构和加工条件之间的系统关系。在不同的长度尺度和时间尺度上进行表征至关重要，尤其是对于半有序或无定形区域，固态NMR（ssNMR）光谱可以产生纳米级的洞察力，可以与散射测量和宏观性质分析相关联。在本综述中，我们评估了将ssNMR应用于OSC的最新结果，挑战和机遇，突出了其在最新材料设计和表征中的作用。我们将说明如何获得有关本地秩序和组成，界面结构，动力学，相互作用的见解，以及如何利用这些信息建立结构与财产的关系。最后，我们提供了将ssNMR应用到下一代OSC以及开发新的ssNMR方法的观点。ssNMR在OSC中的应用面临的挑战和机遇，突出了其在最新材料设计和表征中的作用。我们说明了如何获得关于局部秩序和组成，界面结构，动力学，相互作用的见识，以及如何利用这些信息建立结构与财产的关系。最后，我们提供了将ssNMR应用到下一代OSC以及开发新的ssNMR方法的观点。ssNMR在OSC中的应用面临的挑战和机遇，突出了其在最新材料设计和表征中的作用。我们说明了如何获得关于局部秩序和组成，界面结构，动力学，相互作用的见识，以及如何利用这些信息建立结构与财产的关系。最后，我们提供了将ssNMR应用到下一代OSC以及开发新的ssNMR方法的观点。