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2025 article

Comparative study on charge photogeneration dynamics of Y small molecule and polymerized Y small molecule based polymer solar cells

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Understanding charge photogeneration processes in polymer solar cells utilizing polymerized Y-molecule acceptors (PYMAs) is of great importance for design and optimization of high-performance solar cells. In this work, excited state dynamics in PYMAs (PYT, PY-DT) and corresponding solar cells were comparably studied with those of Y small molecules (Y5, Y6) by using the steady state and time-resolved spectroscopies as well as time-dependent density functional theory calculation. We find that PYMA (PYT, PY-DT) films exhibit smaller Stokes shifts than that of Y small molecules, indicating a more rigid backbone of PYMAs. Temperature-dependent steady-state PL measurement reveals that compared to small molecule films, the energy barrier from radiative to non-radiative states is smaller in PYMA films. In addition, transient absorption spectroscopy demonstrates that the exciton diffusion process in PYT and PY-DT are mainly intra-chain exciton diffusion mechanism with exciton diffusion coefficients of 1.7 × 10-2 and 2.7 × 10-2 cm2 s-1, respectively, in contrast with the inter-molecular exciton diffusion in Y5 and Y6 films. For the blend films, the phase sizes of acceptors in PM6:PYT and PM6:PY-DT are determined as 2.3 and 3.3 nm, respectively, smaller than that of Y6 (4.7 nm) in the PM6:Y6 film. In addition, unlike bimolecular recombination in classical system PM6:Y6, the PYMA-based all-polymer solar cells exhibit geminate type recombination in ultrafast timescale. We find that carrier lifetime plays a critical role in the performance of PYMA-based polymer solar cells. This work provides a comprehensive understanding of the photophysical properties of PYMAs, which is pivotal for designing highly efficient all-polymer solar cells.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Comparative study on charge photogeneration dynamics of Y small molecule and polymerized Y small molecule based polymer solar cells
Date Crossref
03/02/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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