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2025 article

Sequential Crystallization Engineering via a Dual‐Functional Thiophene Derivative Boosts Organic Solar Cell Efficiency to 20.5%

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

Le résumé fourni par la source

Abstract Controlling film‐formation kinetics is pivotal for optimizing active‐layer morphology and efficiency in bulk heterojunction organic solar cells (BHJ‐OSCs), yet sequential crystallization of donor and acceptor materials remains challenging due to their intertwined dynamics. Herein, a novel thiophene derivative, 1,2‐di([2,3′‐bithiophen]‐2′‐yl)ethyne (DBTE) is designed and synthesized to modulate crystallization dynamics during film formation. In situ spectroscopy reveals that DBTE exerts a dual role as a nucleator to promote donor aggregation while acting as a plasticizer to delay acceptor aggregation, which disrupts co‐crystallization in PM6:Y6 blends, triggering preferential ordering of donor (PM6) followed by retarded acceptor (Y6) growth. This kinetic decoupling mechanism significantly enhances the ordered molecular packing in the donor phase and establishes a favorable vertical composition gradient, collectively improving exciton dissociation and charge transport, leading to an impressive improvement of power conversion efficiency (PCE) from 17.6% to 18.9%. Notably, the strategy is further validated in the D18:L8‐BO system, yielding an outstanding PCE of 20.5% (certified as 20.2%). This work demonstrates that designing dual‐functional modulators to rationally control crystallization kinetics can effectively optimize blend morphology, providing a novel strategy for advancing the performance of high‐efficiency BHJ‐OSCs.

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
Sequential Crystallization Engineering via a Dual‐Functional Thiophene Derivative Boosts Organic Solar Cell Efficiency to 20.5%
Date Crossref
17/09/2025
Éditeur
Wiley
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.

Où se fait cette recherche

  • Shandong University National Engineering Research Center for Colloidal Materials pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shanghai Jiao Tong University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Chemistry and Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

National Engineering Research Center for Colloidal Materials — Shandong University, Shanghai Jiao Tong University et School of Chemistry and Chemical Engineering.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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