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Manipulating the Charge Carriers Through Functionally Bridged Components Advances Low‐Cost Organic Solar Cells with Green Solvent Processing

材料科学 三元运算 极化子 有机太阳能电池 载流子 纳米技术 接受者 能量转换效率 光电子学 化学物理 电子 聚合物 计算机科学 化学 物理 量子力学 复合材料 程序设计语言 凝聚态物理
作者
Top Archie Dela Peña,Ruijie Ma,Yongmin Luo,Zengshan Xing,Qi Wei,Yu‐Long Hai,Yao Li,S. Garcia,King Lun Yeung,Tao Jia,Kam Sing Wong,He Yan,Gang Li,Mingjie Li,Jiaying Wu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (1) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/aenm.202303169
摘要

Abstract Organic solar cell (OSC) development continues to demonstrate impressive device efficiency improvements. However, the materials synthetic simplicity essential to industrialization remains seriously lacking attention, imparting inferior performance records in low‐cost devices. Hence, low bandgap and completely non‐fused electron acceptors (CNFEAs) having simple molecular structures are investigated herein. In contrast to typically explored fused‐ring acceptors with smaller backbone conformational variations, minimizing the interface recombination sites through a greater extent of localized domains is identified as more critical in CNFEAs, leading to remarkable fill factors ( FF s) approaching 75%, among the highest currently realized for low‐cost systems. However, this comes with diminishing charge generation efficiency. The general ternary blend optimization strategy modifying the morphology of host components is limited in preserving such remarkably high FF s. To suppress the trade‐off while keeping notable FF s, a new perspective of constructing functionally bridged components based on optical, electronic, and thermodynamic properties is introduced here. Specifically, charge generation is unrestrained from the host acceptor localized domains through the introduction of a “bridge” component while also taking advantage of the configuration to channel polarons toward the efficient transport moieties of the host components. Accordingly, this work incubates understanding‐guided optimizations toward the advancement of more practical devices.
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