Hydrogen‐Bonding Strategy to Optimize Charge Distribution of PC71BM and Enable a High Efficiency of 12.45% for Organic Solar Cells

三元运算 材料科学 有机太阳能电池 堆积 掺杂剂 能量转换效率 氢键 分析化学(期刊) 光电子学 兴奋剂 化学 有机化学 分子 复合材料 程序设计语言 计算机科学 聚合物
作者
Xiaoyang Du,Silu Tao,Lijuan Li,Wei Wang,Caijun Zheng,Hui Lin,Xiujuan Zhang,Xiaohong Zhang
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:2 (6) 被引量:26
标识
DOI:10.1002/solr.201800038
摘要

Short‐circuit current density (JSC), fill factor (FF), and open‐circuit voltage (VOC) are the determining factors on organic solar cells (OSCs) performance. For ternary blend devices, the VOC generally shows a smaller change compared to their binary blend counterpart. Therefore, increase in the JSC and FF of ternary OSCs is the dominating approach to improve device performance. Here, we report a new strategy to enhance OSCs performance via hydrogen‐bonding between PC71BM and dopant coumarin7 (C7) in a PTB7‐Th:C7:PC71BM ternary system. The formation of hydrogen bonds between PC71BM and C7 was predicted by Vienna ab initio simulations (VASP) and verified by Fourier‐transform infrared spectroscopy (FT‐IR). Hydrogen‐bonding induces charge accumulation on the surface of PC71BM, which facilitates electron withdrawal of PC71BM and π‐π stacking between donor and acceptor, resulting in enhanced JSC values of OSCs. Besides, hydrogen bond interaction improves the morphology of C7‐containing OSCs via formation of an interpenetrating network nanofiber structure, as revealed by transmission electron microscopy (TEM). The combination of the above benefits yields a ternary blend OSC consisting of PTB7‐Th:10%C7:PC71BM to have an average power conversion efficiency (PCE) of 12.23% (maximum PCE of 12.45%) at a JSC of 22.26 mA cm−2 and a FF of 70.71%, which represents 31.89% enhancement above the best PCE of the control OSC (9.44%). These results demonstrate a new strategy to improve OSCs efficiency.
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
oo完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
ruby发布了新的文献求助10
1秒前
丰富的小刺猬完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
summerlore完成签到,获得积分10
2秒前
幻尘发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
头铁老常完成签到 ,获得积分10
3秒前
aajhajkahna举报studyxxx的求助涉嫌违规
3秒前
嗯嗯哈哈发布了新的文献求助10
3秒前
lingerzn发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
Manchester完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
小月月发布了新的文献求助10
5秒前
情怀的应助被朝阳采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
TianBa123完成签到,获得积分10
6秒前
uu发布了新的文献求助10
7秒前
大模型的应助被怡然的向南采纳,获得10
7秒前
小六九完成签到,获得积分10
7秒前
aajhajkahna的应助被聪明的冷松采纳,获得10
8秒前
8秒前
FrancisAndre发布了新的文献求助10
8秒前
鳗鱼灵槐完成签到,获得积分20
8秒前
5420发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
一张白纸发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
文艺千琴发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
天天快乐的应助被slx采纳,获得10
12秒前
13秒前
Bubble发布了新的文献求助10
15秒前
谢雷XIELei的应助被CarryLJR采纳,获得10
15秒前
16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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8044526
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9476211
关于积分的说明 21282869
捐赠科研通 7612158
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392016
关于科研通互助平台的介绍 2523620
邀请新用户注册赠送积分活动 2429957