Approaching 20% Efficiency in Ortho‐Xylene Processed Organic Solar Cells by a Benzo[a]phenazine‐Core‐Based 3D Network Acceptor with Large Electronic Coupling and Long Exciton Diffusion Length

有机太阳能电池 材料科学 吩嗪 联轴节(管道) 接受者 扩散 芯(光纤) 激子 化学物理 有机化学 化学 聚合物 热力学 物理 冶金 复合材料 凝聚态物理
作者
Zhenghui Luo,Weifei Wei,Ruijie Ma,Guangliu Ran,Min Hun Jee,Zhanxiang Chen,Yuxiang Li,Wenkai Zhang,Han Young Woo,Chuluo Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (41): e2407517-e2407517 被引量:92
标识
DOI:10.1002/adma.202407517
摘要

High-performance organic solar cells often rely on halogen-containing solvents, which restrict the photovoltaic industry. Therefore, it is imperative to develop efficient organic photovoltaic materials compatible with halogen-free solvents. Herein, a series of benzo[a]phenazine (BP)-core-based small-molecule acceptors (SMAs) achieved through an isomerization chlorination strategy is presented, comprising unchlorinated NA1, 10-chlorine substituted NA2, 8-chlorine substituted NA3, and 7-chlorine substituted NA4. Theoretical simulations highlight NA3's superior orbit overlap length and tight molecular packing, attributed to interactions between the end group and BP unit. Furthermore, NA3 demonstrates dense 3D network structures and a record electronic coupling of 104.5 meV. These characteristics empower the ortho-xylene (o-XY) processed PM6:NA3 device with superior power conversion efficiency (PCE) of 18.94%, surpassing PM6:NA1 (15.34%), PM6:NA2 (7.18%), and PM6:NA4 (16.02%). Notably, the significantly lower PCE in the PM6:NA2 device is attributed to excessive self-aggregation characteristics of NA2 in o-XY. Importantly, the incorporation of D18-Cl into the PM6:NA3 binary blend enhances crystallographic ordering and increases the exciton diffusion length of the donor phase, resulting in a ternary device efficiency of 19.75% (certified as 19.39%). These findings underscore the significance of incorporating new electron-deficient units in the design of efficient SMAs tailored for environmentally benign solvent processing of OSCs.
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
枯叶蝶完成签到,获得积分10
1秒前
SciGPT应助青禾采纳,获得10
1秒前
超级的吐司完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Lucas应助西西采纳,获得10
3秒前
3秒前
gelinhao完成签到,获得积分0
3秒前
科研通AI6.1应助15采纳,获得10
4秒前
小宝妈完成签到,获得积分10
5秒前
上官若男应助张凯茜采纳,获得10
6秒前
曹俊杰发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
碧蓝的以亦完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
dididi发布了新的文献求助10
8秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
8秒前
lyp完成签到,获得积分10
9秒前
杨雅文发布了新的文献求助30
10秒前
云飞扬应助wkwwkwkwk采纳,获得50
11秒前
11秒前
黎明发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
情怀应助终梦采纳,获得10
12秒前
天天快乐应助ELEGENCE采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
青禾发布了新的文献求助10
13秒前
张凯茜完成签到,获得积分20
14秒前
smzbjhy完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
英俊的铭应助zhengedith采纳,获得10
14秒前
研友_VZG7GZ应助伤心大蟑螂采纳,获得10
15秒前
就是觉得无聊完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
丁宇琦完成签到,获得积分20
16秒前
16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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
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 6513815
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307173
关于积分的说明 17750482
捐赠科研通 5615701
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924350
邀请新用户注册赠送积分活动 1901367
关于科研通互助平台的介绍 1762940