AM: 16.2%效率!基于有序分子堆积兼容的高混溶性的全小分子有机太阳能电池
坡肉先生 坡肉先生 2021-11-14

在全小分子有机太阳能电池(ASM-OSC)中,高短路电流(Jsc)通常需要小的相分离,而高填充因子(FF)通常在高度有序的堆叠系统中实现。然而,在 ASM-OSC中,小域和有序堆叠总是相互收缩,导致 Jsc和FF相互限制。国家纳米科学技术中心Zhixiang Wei,Dan Deng和北卡罗来纳州立大学Harald Ade等人通过调节同分子和异分子相互作用同时获得良好的混溶性和有序堆积的策略来解决所面临的的问题。


本文要点:

1)通过将小分子供体中的烷基硫醇化侧链从对位移动到间位,表面张力和分子平面度同步增强,从而产生与受体BTP-eC9良好的相容性和强大的自组装能力。

2)结果,研究人员实现了具有多长度尺度域和高度有序堆积的优化形态。该器件具有较长的载流子寿命 (39.8 us) 和快速电荷收集能力 (15.5 ns)。

3)在ASM-OSC中获得了16.2%的创纪录效率和75.6%的高FF和 25.4 mA cm-2 的Jsc。这些结果表明,同时获得良好混溶性和高结晶度的策略是高性能ASM-OSC的有效光伏材料设计原则。



Zhang, L., Zhu, X., Deng, D., Wang, Z., Zhang, Z., Li, Y., Zhang, J., LV, K., Liu, L., Zhang, X., Zhou, H., Ade, H. and Wei, Z. (2021), High Miscibility Compatible with Ordered Molecular Packing Enables an Excellent Efficiency of 16.2% in All-small-molecule Organic Solar Cells. Adv. Mater..

https://doi.org/10.1002/adma.202106316

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202106316


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