Thieno[3,2-b]thiophene-Substituted Benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene as a Promising Building Block for Low Bandgap Semiconducting Polymers for High-Performance Single and Tandem Organic Photovoltaic Cells

噻吩 材料科学 带隙 佩多:嘘 轨道能级差 堆积 聚合物太阳能电池 能量转换效率 共轭体系 侧链 结晶学 聚合物 光电子学 化学 有机化学 分子 复合材料
作者
Ji‐Hoon Kim,Chang Eun Song,BongSoo Kim,In‐Nam Kang,Won Suk Shin,Do‐Hoon Hwang
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:26 (2): 1234-1242 被引量:114
标识
DOI:10.1021/cm4035903
摘要

We designed and synthetized a new poly{4,8-bis((2-ethylhexyl)thieno[3,2-b]thiophene)-benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene-alt-2-ethylhexyl-4,6-dibromo-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-2-carboxylate} (PTTBDT-FTT) comprising bis(2-ethylhexylthieno[3,2-b]thiophenylbenzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene (TTBDT) and 2-ethylhexyl 3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-2-carboxylate (FTT). The optical bandgap of PTTBDT-FTT was 1.55 eV. The energy levels of the highest occupied and lowest unoccupied molecular orbitals of PTTBDT-FTT were −5.31 and −3.73 eV, respectively. Two-dimensional grazing-incidence X-ray scattering measurements showed that the film's PTTBDT-FTT chains are predominantly arranged with a face-on orientation with respect to the substrate, with strong π–π stacking. An organic thin-film transistor fabricated using PTTBDT-FTT as the active semiconductor showed high hole mobility of 2.1 × 10–2 cm2/(V·s). Single-junction bulk heterojunction photovoltaic cells with the configuration ITO/PEDOT:PSS/PTTBDT-FTT:PC71BM/Ca/Al were fabricated, which showed a maximum power conversion efficiency (PCE) of 7.44%. Inverted photovoltaic cells with the structure ITO/PEIE/PTTBDT-FTT:PC71BM/MoO3/Ag were also fabricated, with a maximum PCE of 7.71%. A tandem photovoltaic device comprising the inverted PTTBDT-FTT:PC71BM cell and a P3HT:ICBA-based cell as the top and bottom cell components, respectively, showed a maximum PCE of 8.66%. This work demonstrated that the newly developed PTTBDT-FTT polymer was very promising for applications in both single and tandem solar cells. Furthermore, this work highlighted the fact that an extended π-system in the electron-donor moiety in low bandgap polymers is crucial for improving polymer solar cells.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
1秒前
Leon_nomoreLess完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
ding应助辛勤逍遥采纳,获得10
2秒前
Akim应助要减肥金针菇采纳,获得10
5秒前
如意帆布鞋完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
7秒前
莉莉酱完成签到,获得积分10
8秒前
精明一寡发布了新的文献求助10
10秒前
Cameron完成签到,获得积分10
10秒前
鸿鹄在天涯完成签到 ,获得积分10
10秒前
自由的友灵完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
王木木完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
狗剩完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
科研通AI2S应助阿啦啦啦采纳,获得10
15秒前
ShiYuesjw完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
19秒前
Trankhaiuy发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
跳跃的梦凡完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
JamesPei应助无霁之都采纳,获得10
24秒前
25秒前
26秒前
姚女士发布了新的文献求助10
29秒前
早日发SCI完成签到,获得积分10
31秒前
Yang完成签到,获得积分10
31秒前
瑶瑶发布了新的文献求助10
33秒前
领导范儿应助追寻的如彤采纳,获得10
34秒前
科研通AI2S应助一棵树采纳,获得10
35秒前
fmwang完成签到,获得积分10
36秒前
成就的山水完成签到,获得积分10
36秒前
完美世界应助陈露采纳,获得10
36秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
Mission to Mao: Us Intelligence and the Chinese Communists in World War II 400
The Conscience of the Party: Hu Yaobang, China’s Communist Reformer 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3292260
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2928610
关于积分的说明 8437846
捐赠科研通 2600642
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1419193
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 660251
邀请新用户注册赠送积分活动 642906