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]
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
Jonathan完成签到,获得积分10
刚刚
violet发布了新的文献求助10
刚刚
lion完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
wanci应助111采纳,获得20
2秒前
2秒前
zzsl发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
小恐龙完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
吃个包子发布了新的文献求助10
4秒前
小王完成签到 ,获得积分10
4秒前
搜集达人应助vicki采纳,获得10
6秒前
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
华海亦发布了新的文献求助30
9秒前
10秒前
10秒前
天天快乐应助小翼采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
米斯塔林完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
充电宝应助寒冷河马采纳,获得10
13秒前
酷波er应助简单平松采纳,获得10
13秒前
赵保钢完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
NexusExplorer应助结实的若魔采纳,获得10
15秒前
15秒前
呱呱完成签到 ,获得积分10
16秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
16秒前
yqt发布了新的文献求助10
16秒前
ding应助棋子烧饼啊采纳,获得10
17秒前
18秒前
静心404发布了新的文献求助10
18秒前
吃个包子完成签到,获得积分10
18秒前
yzy完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 871
Alloy Phase Diagrams 500
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5420180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4535297
关于积分的说明 14149461
捐赠科研通 4452280
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2442103
邀请新用户注册赠送积分活动 1433615
关于科研通互助平台的介绍 1410869