High‐Efficiency Organic Solar Cells with Reduced Nonradiative Voltage Loss Enabled by a Highly Emissive Narrow Bandgap Fused Ring Acceptor

材料科学 接受者 有机太阳能电池 量子产额 带隙 三元运算 光致发光 光电子学 光化学 聚合物 荧光 光学 化学 物理 计算机科学 复合材料 程序设计语言 凝聚态物理
作者
Hao Lu,Wenxu Liu,Hui Jin,Hao Huang,Zheng Tang,Zhishan Bo
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (9) 被引量:69
标识
DOI:10.1002/adfm.202107756
摘要

Abstract Increasing the photoluminescence quantum yield (PLQY) of narrow bandgap acceptors is of critical importance to suppress the nonradiative voltage loss (Δ V nr ) in organic solar cells (OSCs). Herein, two acceptors, SM16 and SM16‐R , with an identical backbone but different terminal groups (norbornenyl modified 1,1‐dicyanomethylene‐3‐indanone and dimethyl substituted 1,1‐dicyanomethylene‐3‐indanone) are designed and synthesized. Compared with SM16‐R , SM16 displays better solubility, higher PLQY, and more favorable nanomorphology when blended with polymer donor PBDB‐T. PBDB‐T: SM16 ‐based OSCs yield a Δ V nr as low as 0.145 V. Using SM16 as the third component, a high power conversion efficiency of 17.1% is achieved in the ternary OSCs based on PBDB‐T:Y14: SM16 , considerably higher than that of the binary devices based on PBDB‐T:Y14 or PBDB‐T: SM16 . These results highlight that enhancing the PLQY of low bandgap acceptor via terminal group engineering strategy is highly effective to reduce Δ V nr of OSCs.
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