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Fine-Tuning contact via Complexation for High-Performance Organic Solar Cells

CCS Chemistry 2022年第3期4卷 1087-1097页

作者： Yawen Li Zhenzhen Zhang Xiaona Han Tao Li Yuze Lin Beijing National Laboratory for Molecular Sciences CAS Key Laboratory of Organic SolidsInstitute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190 University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 Center for Spintronics and Quantum Systems State Key Laboratory for Mechanical Behavior of MaterialsDepartment of Materials Science and EngineeringXi’an Jiaotong UniversityXi’anShaanxi 710049

For organic optoelectronic devices,precise tuning of the electrical property of both active layers and interfaces is crucial to achieve enhanced device ***,we developed a facile method using complexation to modify the work function and energy levels of cathode contact layers in organic solar cells(OSCs)to achieve suitable work function and energy levels while retaining relatively good *** with the control devices with neat(N,Ndimethyl-ammonium N-oxide)propyl perylene diimide(PDINO)contacts,the tris(pentafluorophenyl)borane(BCF)-complexed PDINO cathode contacts showed enhanced power conversion efficiencies(PCEs),which is independent of the composition of the active *** specifically,single-junction OSCs employing PDINO cathode contact with 2 wt%BCF-additive achieved an average PCE of 17.7%.Based on experimental data and theoretical modeling,we found that the boron cores of BCF coordinate with the amino N-oxide terminal substituent of PDINO after generating BCF–H2O/methanol *** segments with a strong electron-withdrawing property can effectively reduce the energy levels of the PDINO–BCF complex,and thus enhance device PCE when it is used as a cathode contact in *** strategy can be extended to other types of photovoltaic devices,photodetectors,and light-emitting diodes.

关键词： organic solar cells interface cathode contact complexation work function

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