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
莓莓MM完成签到 ,获得积分10
刚刚
念之完成签到 ,获得积分10
刚刚
筱xiao完成签到,获得积分10
3秒前
PhD_Ren完成签到,获得积分10
6秒前
yyy完成签到,获得积分10
8秒前
落后如彤完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
vivi完成签到 ,获得积分10
15秒前
啵啵阳子完成签到,获得积分10
16秒前
潮湿小兰花完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
飞流直下发布了新的文献求助10
19秒前
waws完成签到,获得积分10
22秒前
我是老大应助柳叶刀采纳,获得10
23秒前
24秒前
执着的一兰完成签到,获得积分10
24秒前
飞流直下完成签到,获得积分20
24秒前
25秒前
天天摸鱼完成签到,获得积分10
25秒前
美满平松发布了新的文献求助10
30秒前
李大胖胖完成签到 ,获得积分10
30秒前
小西瓜完成签到 ,获得积分10
30秒前
学术大亨完成签到,获得积分10
33秒前
科研通AI6应助Yuki采纳,获得30
35秒前
35秒前
脑洞疼应助HanJinyu采纳,获得30
35秒前
sssss发布了新的文献求助10
39秒前
HH完成签到,获得积分10
40秒前
柳叶刀发布了新的文献求助10
40秒前
QIQI完成签到,获得积分10
41秒前
42秒前
QIQI发布了新的文献求助10
46秒前
范米粒发布了新的文献求助10
47秒前
留无影完成签到,获得积分10
48秒前
乐乐应助hui采纳,获得10
50秒前
77完成签到,获得积分20
51秒前
sssss完成签到,获得积分10
51秒前
SciGPT应助aYXZ321采纳,获得10
51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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565449
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650499
关于积分的说明 14691551
捐赠科研通 4592435
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519635
邀请新用户注册赠送积分活动 1492011
关于科研通互助平台的介绍 1463232