[논문]Influence of backbone modification of difluoroquinoxaline-based copolymers on the interchain packing, blend morphology and photovoltaic properties of nonfullerene organic solar cells

Li, Yuxiang; Kim, Minseok; Wu, Ziang; Lee, Changyeon; Lee, Young Woong; Lee, Jin-Woo; Lee, Young Jun; Wang, Ergang; Kim, Bumjoon J.; Woo, Han Young

doi:10.1039/c8tc06206d

[해외논문] Influence of backbone modification of difluoroquinoxaline-based copolymers on the interchain packing, blend morphology and photovoltaic properties of nonfullerene organic solar cells

Journal of materials chemistry. C, Materials for optical and electronic devices, v.7 no.6, 2019년, pp.1681 - 1689

Li, Yuxiang (Department of Chemistry, Korea University) , Kim, Minseok (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Wu, Ziang (Department of Chemistry, Korea University) , Lee, Changyeon (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Lee, Young Woong (Department of Chemistry, Korea University) , Lee, Jin-Woo (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Lee, Young Jun (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Wang, Ergang (Department of Chemistry and Chemical Engineering, Chalmers University of Technology) , Kim, Bumjoon J. (Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Woo, Han Young (Department of Chemistry, Korea University)

Abstract ▼ AI-Helper

In order to understand the influence of molecular ordering and orientation on the performance of nonfullerene (NF) solar cells, we synthesized a series of difluoroquinoxaline-based alternating copolymers: starting from poly(2,2′-bithiophene-alt-(2,3-bis(3,4-bis(octyloxy)phenyl)-6,7-difluoroquinoxaline)) (PDFQx-2T), we modified the polymeric backbone by incorporating fluorine atoms (PDFQx-2T2F) or thiophene (PDFQx-3T) or a benzene ring (PDFQx-2TB) in the bithiophene comonomeric unit. The structure modification significantly affected the photovoltaic performance with power conversion efficiencies (PCEs) of 3.95% for PDFQx-2TB:ITIC, 4.82% for PDFQx-2T:ITIC, 4.93% for PDFQx-2T2F:ITIC and 8.13% for PDFQx-3T:ITIC. The dramatic increase in the PCE of PDFQx-3T:ITIC was attributed to improvements in the short-circuit current density (JSC) and fill factor (FF). From the resonant soft X-ray scattering and grazing incidence X-ray scattering measurements, the PDFQx-3T polymers had well-developed, face-on oriented crystallites, allowing the formation of face-to-face alignment with the face-on ordered ITIC molecules at the interfaces. Also, the PDFQx-3T:ITIC blend films exhibited well intermixed blend morphology with smaller domain spacings. These combined features contributed to efficient charge generation with the highest exciton dissociation probability among the four different polymer:ITIC systems. In addition, dominant face-on orientation of both PDFQx-3T polymers and ITIC acceptors with a balanced crystalline coherence length ratio (CCLpolymer/CCLITIC) (0.87, based on the out-of-plane (010) diffraction peaks of PDFQx polymers and ITIC acceptors) led to a more balanced charge mobility than other blends, explaining the highest JSC and FF in the PDFQx-3T:ITIC NF devices.

참고문헌 (75)

Nat. Rev. Mater. Yan 3 18003 2018 10.1038/natrevmats.2018.3

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Science Kim 317 222 2007 10.1126/science.1141711

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Nat. Commun. Kaltenbrunner 3 770 2012 10.1038/ncomms1772

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Nat. Photonics Guo 7 825 2013 10.1038/nphoton.2013.207

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Mater. Today Søndergaard 15 36 2012 10.1016/S1369-7021(12)70019-6

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Nat. Commun. Liu 5 5293 2014 10.1038/ncomms6293

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Nat. Photonics He 9 174 2015 10.1038/nphoton.2015.6

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J. Am. Chem. Soc. Kan 137 3886 2015 10.1021/jacs.5b00305

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Nat. Photonics Li 11 85 2017 10.1038/nphoton.2016.240

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Adv. Mater. Zhao 29 1604059 2017 10.1002/adma.201604059

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J. Am. Chem. Soc. Zhao 139 7148 2017 10.1021/jacs.7b02677

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J. Am. Chem. Soc. Cui 139 7302 2017 10.1021/jacs.7b01493

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Nat. Mater. Baran 16 363 2017 10.1038/nmat4797

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J. Am. Chem. Soc. Lin 138 4955 2016 10.1021/jacs.6b02004

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J. Am. Chem. Soc. Bin 139 5085 2017 10.1021/jacs.6b12826

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J. Mater. Chem. A Kim 5 22170 2017 10.1039/C7TA07535A

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Macromolecules Kim 50 6861 2017 10.1021/acs.macromol.7b00834

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J. Phys. Chem. Lett. Sauve 6 3770 2015 10.1021/acs.jpclett.5b01471

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Adv. Energy Mater. Distler 4 1300693 2014 10.1002/aenm.201300693

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Nat. Commun. Kim 6 8547 2015 10.1038/ncomms9547

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Energy Environ. Sci. Heumueller 9 247 2016 10.1039/C5EE02912K

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Adv. Mater. Lee 27 2466 2015 10.1002/adma.201405226

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J. Am. Chem. Soc. Kang 137 6 2359 2015 10.1021/ja5123182

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J. Mater. Chem. A Benten 4 5340 2016 10.1039/C5TA10759H

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Adv. Mater. Fan 1703906 2017 10.1002/adma.201703906

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Chem. Mater. Kim 30 2102 2018 10.1021/acs.chemmater.8b00172

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Nature Yan 457 679 2009 10.1038/nature07727

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Adv. Mater. Li 24 613 2012 10.1002/adma.201104447

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Adv. Mater. Lin 27 1170 2015 10.1002/adma.201404317

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Acc. Chem. Res. Kang 49 2424 2016 10.1021/acs.accounts.6b00347

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Energy Environ. Sci. Fan 10 1243 2017 10.1039/C7EE00619E

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Adv. Mater. Zhang 30 1707508 2018 10.1002/adma.201707508

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Nat. Energy Che 3 422 2018 10.1038/s41560-018-0134-z

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J. Am. Chem. Soc. Li 140 7159 2018 10.1021/jacs.8b02695

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Energy Environ. Sci. Zhao 8 520 2015 10.1039/C4EE02990A

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Nat. Commun. Li 7 13094 2016 10.1038/ncomms13094

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Adv. Energy Mater. Hu 8 1701674 2018 10.1002/aenm.201701674

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J. Am. Chem. Soc. Li 138 10935 2016 10.1021/jacs.6b04822

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Adv. Funct. Mater. Kim 27 1703070 2017 10.1002/adfm.201703070

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Chem. Phys. Chem. Nardes 15 1539 2014 10.1002/cphc.201301022

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Chem. Mater. Lee 29 9407 2017 10.1021/acs.chemmater.7b03495

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ACS Appl. Mater. Interfaces Zhou 7 25352 2015 10.1021/acsami.5b07605

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Chem. Mater. Deshmukh 29 804 2017 10.1021/acs.chemmater.6b04791

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Nat. Commun. Ran 8 79 2017 10.1038/s41467-017-00107-4

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J. Mater. Chem. A Li 4 9967 2016 10.1039/C6TA03801H

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Polym. Chem. Li 7 4638 2016 10.1039/C6PY00674D

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Macromolecules Uddin 49 6374 2016 10.1021/acs.macromol.6b01414

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Phys. Chem. Chem. Phys. Goldey 18 31388 2016 10.1039/C6CP04999K

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Chem. Rev. Rivnay 112 5488 2012 10.1021/cr3001109

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