Dimeric Acceptor with Small Singlet‐Triplet Energy Gap Enables Suppressed Triplet Loss and 20.85% Efficiency of Organic Solar Cells

系统间交叉 材料科学 激子 量子产额 光电子学 量子效率 接受者 有机太阳能电池 光致发光 带隙 单重态 光化学 三元运算 电致发光 激发态 化学物理 准分子 有机发光二极管 能量转换效率 分子物理学 三重态 荧光 单重态裂变 化学 比克西顿 有机半导体 电子供体 二极管
作者
Lingzhi Guo,Lunbi Wu,Huotian Zhang,Yiyang Pan,Xiaoming Li,Xiaobin Dong,Jingyi Kong,Min Hun Jee,Minqiang Mai,Sha Liu,Han Young Woo,Tao Jia,Zujin Zhao,Feng Gao,Zhen Wang,Yanming Sun
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:65 (5): e24341-e24341 被引量:9
标识
DOI:10.1002/anie.202524341
摘要

Abstract The relatively high non‐radiative energy loss has become a major limiting factor for improving the performance of organic solar cells (OSCs), with triplet exciton formation being a primary source. Narrowing the energy gap between the first singlet and triplet excited states (Δ E ST ) in low‐bandgap acceptors is considered an effective strategy to mitigate this issue. In this work, we design and synthesize a dimeric acceptor, DY‐TXT, utilizing a thermally activated delayed fluorescence (TADF) molecule as the bridging unit. This novel structure exhibits a higher photoluminescence quantum yield and a significantly reduced Δ E ST (∼0.1 eV) compared to conventional nonfullerene acceptors. When incorporated into the D18:L8‐BO host system, DY‐TXT enhances the electroluminescence quantum efficiency and markedly suppresses triplet exciton generation, thereby reducing energy loss via triplet states. The small Δ E ST also facilitates reverse intersystem crossing process, enabling recycling of triplet excitons. Consequently, the resulting ternary device achieves a low non‐radiative energy loss of 0.194 eV and an outstanding power conversion efficiency of 20.85%. This work demonstrates an effective strategy for suppressing triplet‐mediated energy losses and provides a promising avenue for advancing the performance of OSCs.
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