Asymmetric small-molecule acceptor enables suppressed electron-vibration coupling and minimized driving force for organic solar cells

分子间力 有机太阳能电池 材料科学 激子 离解(化学) 接受者 光伏系统 化学物理 分子 电子 联轴节(管道) 光电子学 能量转换效率 辐射传输 化学 物理化学 聚合物 物理 光学 凝聚态物理 有机化学 电气工程 工程类 复合材料 量子力学 冶金
作者
Jing Guo,Shucheng Qin,J.B. Zhang,Can Zhu,Xinxin Xia,Yufei Gong,Tongling Liang,Yan Zeng,Guangchao Han,Hongmei Zhuo,Yuechen Li,Lei Meng,Yuanping Yi,J. Chen,Xiaojun Li,Beibei Qiu,Yongfang Li
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1): 1503-1503 被引量:25
标识
DOI:10.1038/s41467-025-56799-6
摘要

Abstract Minimizing the energy loss, particularly the non-radiative energy loss (Δ E nr ), without sacrificing the charge collection efficiency, is the key to further improve the photovoltaic performance of organic solar cells (OSCs). Herein, we proposed an asymmetric molecular design strategy, via developing alkyl/thienyl hybrid side chain based asymmetric small molecule acceptors (SMAs) BTP-C11-TBO and BTP-BO-TBO, to manipulate the intermolecular interactions to realize enhanced luminescence efficiency and reduced energy loss. Theoretical and experimental results indicate that compared to the three symmetric SMAs BTP-DC11, BTP-DTBO and BTP-DBO, the asymmetric SMAs BTP-C11-TBO and BTP-BO-TBO exhibit repressed electron-vibration coupling and reduced Δ E nr . Moreover, the asymmetric nature of BTP-BO-TBO allows the formation of multiple D:A interfacial conformations and interfacial energies, which have made the charge-transfer state energies closer to that of the strongly absorbing (and emitting) local-exciton state, thus gaining the low Δ E nr while maintaining efficient exciton dissociation. Consequently, the PM6:BTP-BO-TBO-based OSCs achieve a higher power conversion efficiency of 19.76%, with a high open circuit voltage of 0.913 V and an efficient fill factor of 81.17%, profiting from the more improved and balanced charge mobility and longer carrier lifetime. This work provides molecular design ideas to suppress nonradiative decay and paves the way to obtain high-performance 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
灯油芯发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
小疯发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI2S应助火星上蜗牛采纳,获得10
4秒前
4秒前
wyx完成签到,获得积分10
4秒前
ll200207发布了新的文献求助10
5秒前
黄远鹏完成签到 ,获得积分10
6秒前
追人的风筝完成签到,获得积分10
7秒前
寻道图强应助安详鞯采纳,获得30
7秒前
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
干净博涛完成签到 ,获得积分10
10秒前
alexia_liang给alexia_liang的求助进行了留言
10秒前
ZM完成签到,获得积分10
11秒前
蛋堡洋芋发布了新的文献求助10
11秒前
田様应助ll200207采纳,获得10
12秒前
充电宝应助高大的凝芙采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
炖地瓜完成签到 ,获得积分10
13秒前
重要问丝完成签到 ,获得积分10
14秒前
橘猫发布了新的文献求助10
14秒前
Baraka完成签到,获得积分10
14秒前
暴躁咩完成签到 ,获得积分10
14秒前
卑微学术人完成签到 ,获得积分10
14秒前
yyh发布了新的文献求助10
15秒前
拾寒完成签到,获得积分10
16秒前
lengchitu发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
luqong发布了新的文献求助10
18秒前
跳跃小伙发布了新的文献求助10
20秒前
oo完成签到,获得积分10
21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
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.).. Frederic G. Reamer 1070
Item Response Theory 1000
Introduction to Early Childhood Education 1000
2025-2031年中国兽用抗生素行业发展深度调研与未来趋势报告 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 600
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 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5428347
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4542333
关于积分的说明 14180122
捐赠科研通 4459971
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2445552
邀请新用户注册赠送积分活动 1436723
关于科研通互助平台的介绍 1413888