Fine-tuning of the chemical structure of photoactive materials for highly efficient organic photovoltaics

有机太阳能电池 材料科学 光活性层 光电子学 光伏 光伏系统 纳米技术 电气工程 工程类 复合材料 聚合物
作者
Baobing Fan,Xiaoyan Du,Feng Liu,Wenkai Zhong,Lei Ying,Ruihao Xie,Xiaofeng Tang,Kang An,Jingming Xin,Ning Li,Wei Ma,Christoph J. Brabec,Fei Huang,Yong Cao
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:3 (12): 1051-1058 被引量:322
标识
DOI:10.1038/s41560-018-0263-4
摘要

The performance of organic photovoltaics is largely dependent on the balance of short-circuit current density (JSC) and open-circuit voltage (VOC). For instance, the reduction of the active materials’ optical bandgap, which increases the JSC, would inevitably lead to a concomitant reduction in VOC. Here, we demonstrate that careful tuning of the chemical structure of photoactive materials can enhance both JSC and VOC simultaneously. Non-fullerene organic photovoltaics based on a well-matched materials combination exhibit a certified high power conversion efficiency of 12.25% on a device area of 1 cm2. By combining Fourier-transform photocurrent spectroscopy and electroluminescence, we show the existence of a low but non-negligible charge transfer state as the possible origin of VOC loss. This study highlights that the reduction of the bandgap to improve the efficiency requires a careful materials design to minimize non-radiative VOC losses. Materials design rules play a key role in enabling high performance in organic photovoltaics. Here the authors achieve 12.25% efficiency on 1 cm2 non-fullerene solar cells by tuning the side chains’ branching point and the fluorine substitutions in donor and acceptor materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
黑浩源完成签到,获得积分10
刚刚
Palpitate发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
JamesPei应助优雅的白山采纳,获得10
2秒前
3秒前
小马甲应助甜蜜的灵凡采纳,获得10
3秒前
Henry发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
鲨鱼辣椒发布了新的文献求助10
6秒前
甜美枫完成签到,获得积分10
7秒前
曹飒丽完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
顺利的雪莲完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
我是真的完成签到 ,获得积分10
11秒前
dandelion123发布了新的文献求助30
11秒前
丰富烧鹅完成签到,获得积分10
12秒前
所所应助sui采纳,获得10
13秒前
陈诚完成签到,获得积分10
14秒前
任性的睫毛完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
teyian发布了新的文献求助10
17秒前
方圆几里完成签到,获得积分10
17秒前
CH完成签到,获得积分10
17秒前
Weining发布了新的文献求助10
18秒前
宁静致远完成签到,获得积分10
18秒前
乌鱼子完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
年轻迪奥完成签到,获得积分10
23秒前
无奈安双完成签到,获得积分10
24秒前
鲨鱼辣椒完成签到,获得积分10
24秒前
轩辕冰夏完成签到,获得积分10
25秒前
JOY完成签到,获得积分10
26秒前
打撒大撒发布了新的文献求助10
26秒前
ritaq关注了科研通微信公众号
27秒前
菜汤完成签到,获得积分10
28秒前
科研通AI6.4应助czq采纳,获得10
28秒前
赘婿应助鲨鱼辣椒采纳,获得10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Impostor Phenomenon: When Success Makes You Feel Like a Fake 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6377654
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8190822
关于积分的说明 17302932
捐赠科研通 5431252
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2873421
邀请新用户注册赠送积分活动 1850065
关于科研通互助平台的介绍 1695375