Bulk Heterojunction Solar Cells: Impact of Minor Structural Modifications to the Polymer Backbone on the Polymer–Fullerene Mixing and Packing and on the Fullerene–Fullerene Connecting Network

富勒烯 材料科学 聚合物 聚合物太阳能电池 有机太阳能电池 富勒烯化学 氢键 高分子化学 化学工程 结晶学 分子 有机化学 化学 复合材料 工程类
作者
Tonghui Wang,Xiankai Chen,Ajith Ashokan,Zilong Zheng,Mahesh Kumar Ravva,Jean‐Luc Brédas
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:28 (14) 被引量:33
标识
DOI:10.1002/adfm.201705868
摘要

Abstract The morphology of the active layer of a bulk heterojunction solar cell, made of a blend of an electron‐donating polymer and an electron‐accepting fullerene derivative, is known to play a determining role in device performance. Here, a combination of molecular dynamics simulations and long‐range corrected density functional theory calculations is used to elucidate the molecular‐scale effects that even minor structural changes to the polymer backbone can have on the “local” morphology; this study focuses on the extent of polymer–fullerene mixing, on their packing, and on the characteristics of the fullerene–fullerene connecting network in the mixed regions, aspects that are difficult to access experimentally. Three representative polymer donors are investigated: (i) poly[(5,6‐difluoro‐2,1,3‐benzothiadiazol‐4,7‐diyl)‐ alt ‐(3,3′″‐di(2‐octyldodecyl)‐2,2′;5′,2″;5″,2′″‐quaterthiophen‐5,5′″‐diyl)] (PffBT4T‐2OD); (ii) poly[(2,1,3‐benzothiadiazol‐4,7‐diyl)‐ alt ‐(3,3′″‐di(2‐octyldodecyl)‐2,2′;5′,2″;5″,2′″‐quaterthiophen‐5,5′″‐diyl)] (PBT4T‐2OD), where the fluorine atoms in the benzothiadiazole moieties of PffBT4T‐2OD are replaced with hydrogen atoms; and (iii) poly[(2,2′‐bithiophene)‐ alt ‐(4,7‐bis((2‐decyltetradecyl)thiophen‐2‐yl)‐5,6‐difluoro‐2‐propyl‐2H‐benzo[d][1,2,3]triazole)] (PT2‐FTAZ), where the sulfur atoms in the benzothiadiazole moieties of PffBT4T‐2OD are replaced with nitrogen atoms carrying a linear C 3 H 7 side‐chain; these polymers are mixed with the phenyl‐C 71 ‐butyric acid methyl ester (PC 71 BM) acceptor. This study also discusses the nature of the charge‐transfer electronic states appearing at the donor–acceptor interfaces, the electronic couplings relevant for the charge‐recombination process, and the electron‐transfer features between neighboring PC 71 BM molecules.
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
木又完成签到 ,获得积分10
刚刚
finger完成签到,获得积分10
1秒前
只有辣椒没有油完成签到 ,获得积分10
4秒前
Yuan完成签到,获得积分10
14秒前
海猫食堂完成签到,获得积分10
19秒前
朴实问筠完成签到 ,获得积分10
24秒前
游01完成签到 ,获得积分10
28秒前
科研小螃蟹完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
gpy应助309175700@qq.com采纳,获得10
34秒前
Tree_完成签到 ,获得积分10
43秒前
笨笨青筠完成签到 ,获得积分10
48秒前
离我远点完成签到 ,获得积分10
54秒前
309175700@qq.com完成签到,获得积分10
57秒前
goodsheep完成签到 ,获得积分10
58秒前
阔达磬完成签到,获得积分10
1分钟前
李健应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
苗条绝义应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Lucas应助惠胜采纳,获得10
1分钟前
zh完成签到 ,获得积分10
1分钟前
冷傲菠萝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
安安滴滴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
七月星河完成签到 ,获得积分10
1分钟前
TT完成签到 ,获得积分10
1分钟前
淡然以柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tcy完成签到,获得积分10
1分钟前
fhz完成签到,获得积分10
1分钟前
hhh2018687完成签到,获得积分10
1分钟前
宋胖发布了新的文献求助10
1分钟前
米博士完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
郝老头完成签到,获得积分10
1分钟前
JackWang618完成签到,获得积分10
1分钟前
小西完成签到 ,获得积分0
2分钟前
姜茶完成签到 ,获得积分10
2分钟前
LOST完成签到 ,获得积分10
2分钟前
落雪慕卿颜完成签到,获得积分10
2分钟前
瀚森完成签到,获得积分10
2分钟前
nusiew完成签到,获得积分0
2分钟前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 1000
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 720
電気学会論文誌D(産業応用部門誌), 141 巻, 11 号 510
Typology of Conditional Constructions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3566677
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3139422
关于积分的说明 9431792
捐赠科研通 2840253
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1560990
邀请新用户注册赠送积分活动 730121
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 717854