[논문]Additive-induced miscibility regulation and hierarchical morphology enable 17.5% binary organic solar cells

Lv, Jie; Tang, Hua; Huang, Jiaming; Yan, Cenqi; Liu, Kuan; Yang, Qianguang; Hu, Dingqin; Singh, Ranbir; Lee, Jawon; Lu, Shirong; Li, Gang; Kan, Zhipeng

doi:10.1039/d0ee04012f

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Energy & environmental science, v.14 no.5, 2021년, pp.3044 - 3052

Lv, Jie (Thin-film Solar Technology Research Center, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences) , Tang, Hua (Thin-film Solar Technology Research Center, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences) , Huang, Jiaming (Department of Electronic and Information Engineering, The Hong Kong Polytechnic University) , Yan, Cenqi (Department of Electronic and Information Engineering, The Hong Kong Polytechnic University) , Liu, Kuan (Department of Electronic and Information Engineering, The Hong Kong Polytechnic University) , Yang, Qianguang (Thin-film Solar Technology Research Center, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences) , Hu, Dingqin (Thin-film Solar Technology Research Center, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology, Chinese Academy of Sciences P. R) , Singh, Ranbir , Lee, Jawon , Lu, Shirong , Li, Gang , Kan, Zhipeng

Abstract ▼ AI-Helper

Due to barrierless free charge generation, low charge trapping, and high charge mobilities, the PM6:Y6 organic solar cell (OSC) achieves an excellent power conversion efficiency (PCE) of 15.7%. However, the deficient hole transfer from Y6 to PM6 limits the further enhancement of the device performance. Herein, we demonstrate an additive-induced miscibility and morphology control strategy to achieve the balance of exciton dissociation and charge collection, prompting an increase in the PCE of OSCs composed of PM6:Y6 from 15.7% to 17.5%, which stands as the top PCE value of PM6:Y6 binary OSCs. The external quantum efficiency (EQE) of the optimal device significantly improves in the wavelength range where Y6 harvests photons. Therefore, the short-circuit current density (JSC) was enhanced to 26.98 mA cm−2, achieving 94.4% of the maximum theoretical JSC obtained from the identical device configuration. The remarkable performance enhancement mainly results from the miscibility-driven donor and acceptor phase optimization with hierarchical morphology formation, leading to the improved photon-to-electron response of the Y6 phase, enhanced and balanced charge extraction and collection. Our findings highlight the significance of morphology control towards unleashing the full potential of OSC materials.Graphic AbstractHerein, a facile and effective strategy is demonstrated to unleash the full potential of existing photoactive materials.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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