A Well‐Mixed Phase Formed by Two Compatible Non‐Fullerene Acceptors Enables Ternary Organic Solar Cells with Efficiency over 18.6%

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作者
Yunhao Cai,Yun Li,Rui Wang,Hongbo Wu,Zhihao Chen,Jie Zhang,Zaifei Ma,Xiaotao Hao,Yong Zhao,Chunfeng Zhang,Fei Huang,Yanming Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (33) 被引量:385
标识
DOI:10.1002/adma.202101733
摘要

Abstract The ternary strategy, introducing a third component into a binary blend, opens a simple and promising avenue to improve the power conversion efficiency (PCE) of organic solar cells (OSCs). The judicious selection of an appropriate third component, without sacrificing the photocurrent and voltage output of the OSC, is of significant importance in ternary devices. Herein, highly efficient OSCs fabricated using a ternary approach are demonstrated, wherein a novel non‐fullerene acceptor L8‐BO‐F is designed and incorporated into the PM6:BTP‐eC9 blend. The three components show complementary absorption spectra and cascade energy alignment. L8‐BO‐F and BTP‐eC9 are found to form a homogeneous mixed phase, which improves the molecular packing of both the donor and acceptor materials, and optimizes the ternary blend morphology. Moreover, the addition of L8‐BO‐F into the binary blend suppresses the non‐radiative recombination, thus leading to a reduced voltage loss. Consequently, concurrent increases in open‐circuit voltage, short‐circuit current, and fill factor are realized, resulting in an unprecedented PCE of 18.66% (certified value of 18.2%), which represents the highest efficiency values reported for both single‐junction and tandem OSCs so far.
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