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:16
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
123完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
Sandy发布了新的文献求助10
1秒前
周宇飞发布了新的文献求助20
1秒前
JJJXG完成签到,获得积分10
1秒前
英姑应助rio采纳,获得10
2秒前
2秒前
乐乐应助清脆的书桃采纳,获得20
2秒前
2秒前
2秒前
跳跳糖完成签到 ,获得积分10
2秒前
顺心寄文完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
fanny完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
好好学习发布了新的文献求助30
6秒前
失眠的汽车完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
西瓜发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
王小帅ok发布了新的文献求助10
7秒前
Sandy完成签到,获得积分10
8秒前
SciGPT应助小张采纳,获得10
8秒前
9秒前
pzh发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
迟梦琪发布了新的文献求助10
9秒前
艾科研发布了新的文献求助10
10秒前
CCR发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6应助yanziwu94采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
顺心紫翠完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
ding应助Frose采纳,获得10
11秒前
科研通AI5应助西瓜采纳,获得10
11秒前
SciGPT应助Ccc采纳,获得10
12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
Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Fourth Edition 1000
Comparison of spinal anesthesia and general anesthesia in total hip and total knee arthroplasty: a meta-analysis and systematic review 500
INQUIRY-BASED PEDAGOGY TO SUPPORT STEM LEARNING AND 21ST CENTURY SKILLS: PREPARING NEW TEACHERS TO IMPLEMENT PROJECT AND PROBLEM-BASED LEARNING 500
Founding Fathers The Shaping of America 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 460
Writing to the Rhythm of Labor Cultural Politics of the Chinese Revolution, 1942–1976 300
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 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4576191
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3995491
关于积分的说明 12369060
捐赠科研通 3669468
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2022229
邀请新用户注册赠送积分活动 1056224
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 943543