Medium-Band-Gap, Fully Nonfused Electron Acceptors with High Voc for High-Efficiency Binary and Ternary Organic Solar Cells
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Fully nonfused electron acceptors (FNEAs) have shown a huge potential for organic solar cells (OSCs). Herein, two medium-band-gap FNEAs, namely, 2T-BO-1 and 2T-BO-2, are developed based on the “benzene–dithiophene–benzene” skeleton, with the assistance of alkoxyl side chains to form S···O conformational locks. Two FNEAs exhibit medium optical gaps ( E g opt ≈1.70 eV) coupled with high lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) levels (∼ −3.71 eV), contributing to enhanced open-circuit voltage ( V oc ) for OSCs. Side chain engineering is applied to the regulation of molecular crystallinity, active layer morphology, and molecular orientation in films. Compared to 2T-BO-1, the 2T-BO-2 blend film displays homogeneous morphology, suppresses the bimolecular recombination, and has high and balanced charge mobility with wide-band-gap polymer reg-PThE as a donor. As a result, the 2T-BO-2 -based device can achieve a higher power conversion efficiency (PCE) of 10.19% with a high V oc of 1.00 V. Subsequently, 2T-BO-2 as a third component is employed to fabricate ternary OSCs. A D18: L8-BO: 2T-BO-2 ternary device can accomplish an impressive PCE of 19.37%. The research provides a rational molecular design strategy for high-efficiency, medium-band-gap FNEAs.
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- Titre Crossref
- Medium-Band-Gap, Fully Nonfused Electron Acceptors with High <i>V</i><sub>oc</sub> for High-Efficiency Binary and Ternary Organic Solar Cells
- Date Crossref
- 29/04/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Henan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Ministry of Education of the People's Republic of China pays non établi dans la noticeOrganisme public
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School of Materials Science and Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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