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Enhanced Charge Transport and Broad Absorption Enabling Record 18.13% Efficiency of PM6:Y6 Based Ternary Organic Photovoltaics with a High Fill Factor Over 80%

材料科学 光电流 有机太阳能电池 光电子学 结晶度 吸收(声学) 光伏系统 光伏 异质结 三元运算 激子 能量转换效率 聚合物太阳能电池 接受者 聚合物 复合材料 凝聚态物理 电气工程 程序设计语言 工程类 物理 计算机科学
作者
Yihan Zeng,Danqin Li,Hongbo Wu,Zeng Chen,Shifeng Leng,Tianyu Hao,Shaobing Xiong,Qifan Xue,Zaifei Ma,Haiming Zhu,Qinye Bao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (13) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/adfm.202110743
摘要

Abstract Ternary architecture is an efficient strategy to boost desired power conversion efficiency of single‐junction organic solar cells (OSCs). Here, a ternary OSC by incorporating a compatible acceptor ITIC‐M as a third component into state‐of‐the‐art PM6:Y6 blend is reported, yielding a power conversion efficiency of 18.13% and an impressive fill factor of 80.10%. The efficiency is the highest record for the PM6:Y6 based ternary devices reported to date. The full advantages of the designed ternary heterojunction are the good complementary light absorption that increases the photocurrent, and the matched interfacial electronic structures featuring so‐called pinning energies that facilitate exciton separation and suppress charge recombination loss. Furthermore, ITIC‐M plays a vital role in optimizing the micromorphology of the ternary blend with better dispersity, well‐formed fibrillar structure and enhanced crystallinity, thus boosting the charge transport and device performance.
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