Optimization of Film Morphology and Photovoltaic Performance by Employing Asymmetric π-Bridges in Dithienobenzodithiophene-Based Polymer Donors

材料科学 结晶度 混溶性 接受者 有机太阳能电池 聚合物 能量转换效率 光伏系统 聚合物太阳能电池 偶极子 化学工程 密度泛函理论 化学物理 光电子学 计算化学 有机化学 复合材料 化学 工程类 生态学 物理 生物 凝聚态物理
作者
Guan Sheng,Junhong Liang,C. G. Zhuang,Qian Wang,Pengzhi Guo,Chenglong Wang,Xunchang Wang,Hongbin Wu,Yangjun Xia
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (7): 10907-10919 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.4c20411
摘要

Understanding the impact of molecular structure on the molecular packing arrangement and aggregation behaviors of organic semiconductor materials is crucial for investigating their properties in multiple organic photoelectrical applications. In this study, a high-performance polymer donor based on dithieno[2,3-d:2',3'-d']benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene (DTBDT) and 5,6-difluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (FBT) unit, named PDTBDT-Cl-TFBT, was designed and synthesized by introducing an asymmetric 3-octylthiophene π-bridge between the donor and acceptor segment. The density functional theory (DFT) calculation reveals that the asymmetric π-bridge increases the average dipole moment of the repeating units as well as the configurational disorder in polymer PDTBDT-Cl-TFBT, resulting in the overall diminished self-aggregation and crystallinity, which leads to higher miscibility with the nonfullerene acceptor Y6 than that of the symmetric π-bridge-modified polymer PDTBDT-Cl-DTFBT. This feature leads to a suitable phase separation in the PDTBDT-Cl-TFBT:Y6 blend and contributes to better photovoltaic performance. As a result, organic solar cells (OSCs) based on PDTBDT-Cl-TFBT:Y6 achieve a notably higher power conversion efficiency (PCE) of 14.13%, surpassing the performance of that based on PDTBDT-Cl-DTFBT:Y6 (9.63%). Detailed analyses indicate that the performance enhancement is primarily attributed to the reduced trap density, mitigated energetic disorder, improved charge transport, and suppressed charge recombination. This research uncovers an effective strategy for optimizing the film morphology and photovoltaic performance of DTBDT-based polymer donors.
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
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
Chatgpt完成签到,获得积分10
12秒前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
12秒前
海耀完成签到,获得积分10
13秒前
wy完成签到 ,获得积分10
14秒前
踏实的书包完成签到,获得积分10
14秒前
Echo1128完成签到 ,获得积分0
16秒前
简爱完成签到 ,获得积分10
20秒前
Lauren完成签到 ,获得积分10
23秒前
plz94完成签到 ,获得积分10
23秒前
小情绪完成签到 ,获得积分0
28秒前
RaeganWehe完成签到,获得积分10
28秒前
gincle完成签到,获得积分10
30秒前
沸石完成签到 ,获得积分10
34秒前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
34秒前
MadysonKotrba完成签到,获得积分10
37秒前
40秒前
FFFFF完成签到 ,获得积分10
44秒前
唐飒发布了新的文献求助10
46秒前
MatildaDownman完成签到,获得积分10
46秒前
航行天下完成签到 ,获得积分10
47秒前
isedu完成签到,获得积分0
48秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
ning完成签到,获得积分10
51秒前
崔京成完成签到 ,获得积分10
51秒前
玺青一生完成签到 ,获得积分10
55秒前
DarianaEderer完成签到,获得积分10
55秒前
害怕的冰颜完成签到 ,获得积分10
55秒前
Kelly完成签到,获得积分10
58秒前
林韵悠扬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
qausyh完成签到,获得积分10
1分钟前
mountainbike完成签到,获得积分10
1分钟前
Scorpia112应助Yipeng98采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
ARIA完成签到 ,获得积分10
1分钟前
KamilahKupps完成签到,获得积分10
1分钟前
MINA完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
丰富的澜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
侯赛因发布了新的文献求助10
1分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6523218
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8316260
关于积分的说明 17793719
捐赠科研通 5625223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2928180
邀请新用户注册赠送积分活动 1904872
关于科研通互助平台的介绍 1765054