High‐Efficiency Nonfullerene Organic Solar Cells Enabled by Atomic Layer Deposited Zirconium‐Doped Zinc Oxide

原子层沉积 兴奋剂 材料科学 图层(电子) 有机太阳能电池 光伏系统 化学工程 光电子学 纳米技术 冶金 复合材料 聚合物 工程类 生物 生态学
作者
Geedhika K. Poduval,Leiping Duan,Md. Anower Hossain,Borong Sang,Yu Zhang,Yingping Zou,Ashraf Uddin,Bram Hoex
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:4 (10): 2000241-2000241 被引量:17
标识
DOI:10.1002/solr.202000241
摘要

Organic solar cells (OSCs) are promising photovoltaic devices and zinc oxide (ZnO) is a commonly used electron transport layer (ETL) in OSCs. However, the conventional spin-coating ZnO layer is currently limiting its efficiency potential. Herein, it is shown for the first time that atomic layer deposition (ALD), which allows for controlled thin film growth with atomic-scale control, can effectively be used to optimize the ZnO for nonfullerene OSCs. First, density functional theory (DFT) calculations are discussed to show the impact of doping ZnO with zirconium (Zr) on its density of states and detail the synthesis of Zr doped ZnO films by ALD using a supercycle approach. A 2.4% Zr concentration is found to be optimal in terms of optoelectronic properties and sufficiently low defect density. The champion efficiency of 14.7% for a PM6:N3-based nonfullerene OSC with Zr-doped ZnO ETL are obtained, which is ≈1% absolute higher compared to a device with an undoped ZnO ETL. This improvement is attributed to a lower series resistance, a suppressed surface recombination, and an enhanced current extraction resulting from the Zr-doped ZnO. This work demonstrates the potential of atomic-scale engineering afforded by ALD towards achieving the ultimate efficiency 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
1秒前
任性饼干完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
李爱国应助12445采纳,获得10
2秒前
七月流火应助Enquinn采纳,获得50
2秒前
研友_VZG7GZ应助初景采纳,获得10
2秒前
Optimistic发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
杨瑞超完成签到,获得积分10
4秒前
汤圆完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
Lex发布了新的文献求助10
4秒前
xk完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
香蕉觅云应助小官采纳,获得10
5秒前
6秒前
dg_fisher发布了新的文献求助20
6秒前
6秒前
严钰佳完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
xk发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
huahuahua发布了新的文献求助10
8秒前
huan完成签到,获得积分10
9秒前
果茶不热发布了新的文献求助10
9秒前
今后应助行走的sci采纳,获得10
9秒前
哭泣小天鹅应助留下记忆采纳,获得10
10秒前
kkai完成签到,获得积分10
11秒前
yxsoon发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
zhen完成签到,获得积分10
11秒前
孟无剑发布了新的文献求助10
11秒前
顾矜应助华花花采纳,获得10
12秒前
12秒前
沫沫发布了新的文献求助10
12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
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
近红外光谱定性分析原理、技术及应用 500
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 6531903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8324580
关于积分的说明 17825407
捐赠科研通 5633203
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932921
邀请新用户注册赠送积分活动 1909624
关于科研通互助平台的介绍 1768642