Suppressing trap density and energy loss via skeleton asymmetry strategy enables highly efficient all-small-molecule organic solar cells

有机太阳能电池 结晶度 材料科学 接受者 存水弯(水管) 不对称 密度泛函理论 分子间力 化学物理 分子 离解(化学) 聚合物太阳能电池 分子物理学 光电子学 纳米技术 原子物理学 化学 计算化学 聚合物 能量转换效率 物理化学 凝聚态物理 有机化学 物理 量子力学 气象学 复合材料
作者
Xufan Zheng,Xunchang Wang,Fengbo Sun,Ming Wan,Zhiya Li,Cong Xiao,Tingting Cong,Tianyu Hu,Yuchen Liao,Renqiang Yang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:475: 145520-145520 被引量:17
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145520
摘要

Reducing energy loss while ensuring the required charge collection is of vital importance to high-performance all-small-molecule organic solar cells (SM-OSCs) limited by high trap density (1016 ∼ 1018 cm−3) in bulk heterojunction films. Herein, we show that the trap density in SM-OSCs can be dramatically reduced by designing a small-molecule donor (SMD) using a skeleton asymmetry strategy. Compared with its symmetric counterpart, TBD-BCl with an asymmetric thienobenzodithiophene (TBD) central core has different rotational energy barriers and a transformed C-shaped configuration, endowing blend films with strong intermolecular interactions and higher crystallinity. Thus, blending TBD-BCl with the L8-BO acceptor leads to a low trap density of 3.21 × 1015 cm−3 and density of state of 46 meV relative to BDT-BCl:L8-BO films. In addition, joint experimental and theoretical studies revealed that the TBD-BCl:L8-BO complex with a much lower driving force can still facilitate exciton dissociation, suppress charge-carrier recombination, and significantly reduce energy loss in devices. As a result, SM-OSCs based on TBD-BCl:L8-BO deliver a higher efficiency of 16.2% and an improved Voc of 0.91 V. Overall, the experiments and theory calculations in this study provide a new perspective for designing SMDs that suppress trap states and reduce the energy loss in SM-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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zxdnbb发布了新的文献求助10
刚刚
徐cc完成签到 ,获得积分10
刚刚
zz完成签到 ,获得积分10
1秒前
生动梦松应助贪玩翎采纳,获得150
1秒前
we1light完成签到 ,获得积分10
1秒前
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
李佳伟发布了新的文献求助10
3秒前
常淼淼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
深情凡灵完成签到,获得积分10
4秒前
寒冷的发箍完成签到,获得积分10
5秒前
001026Z完成签到,获得积分10
5秒前
深情凡灵发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
丰富的白羊关注了科研通微信公众号
8秒前
诚心的电话完成签到 ,获得积分10
8秒前
完美迎梦完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
11秒前
成就映秋完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
wyw完成签到 ,获得积分10
12秒前
77完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6应助复杂冬日采纳,获得10
13秒前
完美世界应助复杂冬日采纳,获得10
13秒前
14秒前
xxx发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
15秒前
民网完成签到,获得积分20
16秒前
18秒前
kangshuai完成签到,获得积分10
18秒前
Tonson发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI5应助鲤鱼越越采纳,获得10
19秒前
赘婿应助凹凸先森采纳,获得10
20秒前
无宇伦比完成签到,获得积分10
21秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(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
LRZ Gitlab附件(3D Matching of TerraSAR-X Derived Ground Control Points to Mobile Mapping Data 附件) 2000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Handbook of Social and Emotional Learning 800
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
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 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5131793
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4333420
关于积分的说明 13500679
捐赠科研通 4170416
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2286270
邀请新用户注册赠送积分活动 1287168
关于科研通互助平台的介绍 1228229