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N-alkyl chain modification in dithienobenzotriazole unit enabled efficient polymer donor for high-performance non-fullerene solar cells

引用

Journal of Energy Chemistry 2022年第3期31卷 382-389,I0011页

作者： Jiaxin Xu Hexiang Feng Yuanying Liang Haoran Tang Yixu Tang Zurong Du Zhicheng Hu Fei Huang Yong Cao Institute of polymer Optoelectronic Materials and Devices State Key Laboratory of Luminescent Materials and DevicesSouth China University of TechnologyGuangzhou 510640GuangdongChina

Molecular design of either polymer donors or acceptors is a promising strategy to tune the morphology of the active layer of organic solar cells,enabling a high-performance device.Thereinto,developing novel polymer donors is an alternative method to obtain high photovoltaic performance.Herein,we present a facile side-chain engineering on the dithiophenobenzotriazole(DTBTz)unit of newly-designed polymer donors(named p BDT-DTBTz-EH and p BDT-DTBTz-Me)to boost the performance of non-fullerene solar cells.Compared with p BDT-DTBTz-EH with long N-alkyl side chains,p BDT-DTBTz-Me with a short methyl exhibits stronger molecular aggregation,higher absorption coefficient,and preferred face-on orientation packing.As a consequence,p BDT-DTBTz-Me based devices achieve an optimal power conversion efficiency of 15.31%when donors are paired with the narrow bandgap acceptor Y6,which is superior to that of p BDT-DTBTz-EH based devices(9.17%).Additionally,the p BDT-DTBTz-Me based devices manifest more effective charge separation and transfer than p BDT-DTBTz-EH based devices.These results indicate that fine-tuning side chains of polymer donors provide new insights for the design of high-performance polymer donors in non-fullerene solar cells.

关键词： Non-fullerene solar cells wide bandgap polymer donor Side-chain engineering morphology Dithienobenzotriazole

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