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Dual‐Channel Förster Resonance Energy Transfer Boosting Exciton Utilization Efficiency for High‐Performance Layer‐by‐Layer Processed All‐Small‐Molecule Organic Solar Cells

材料科学 有机太阳能电池 活动层 能量转换效率 激子 接受者 逐层 纳米技术 费斯特共振能量转移 图层(电子) 光电子学 聚合物 荧光 光学 物理 复合材料 薄膜晶体管 量子力学 凝聚态物理
作者
Shixin Liu,Yanna Sun,Meiyuan Zu,Xunchang Wang,Wenqing Zhang,Chuanlin Gao,Yuanyuan Kan,Hua Xie,Xianshao Zou,Guangye Zhang,Renqiang Yang,Xiaotao Hao,Ke Gao
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (38): e2508760-e2508760 被引量:12
标识
DOI:10.1002/adma.202508760
摘要

All-small-molecule organic solar cells (ASM-OSCs) hold great potential for commercialization owing to their well-defined molecular structures and minimal batch-to-batch variations. Nevertheless, the inherent challenges in precise control of blend morphology of the active layer restrict exciton utilization efficiency, resulting in the restricted power conversion efficiencies (PCEs) in ASM-OSC compared with polymer-based OSCs. Herein, small molecule donor Por-BR is incorporated into the acceptor layer of the DAPor-DPP/6TIC system utilizing a layer-by-layer (LbL) deposition strategy to construct high-performance ASM-OSCs. The LbL deposition strategy facilitates the formation of a more pronounced vertical phase distribution in the active layer. Besides, dual-channel FRET from Por-BR to both DAPor-DPP and 6TIC occurs in the active layer. Benefiting from the combined advantages of the LbL deposition strategy and dual-channel FRET, a broader spatial distribution of exciton generation sites is achieved, accompanied by significantly improved exciton utilization efficiency, enhanced carrier mobility, and reduced charge recombination. The optimal device delivers a remarkable PCE of 17.76%, representing one of the highest PCE values reported so far in ASM-OSCs. This work offers an effective strategy for device performance enhancement, which in turn facilitates the industrialization of OSCs.
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