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A Furan-Substituted Polymeric Hole-Transporting Material for Energy Level Regulation and Less Planarity in Colloidal Quantum Dot Solar Cells

引用

Energy & Environmental Materials 2023年第5期6卷 340-346页

作者： Jun woo Lee Duck Hoon Lee Younghoon Kim Jin Young Park Hyung Ryul You Taiho Park Minjun Kim Jongmin Choi Department of Chemical Engineering Pohang University of Science and Technology(POSTECH)77 Cheongam-RoNam-GuPohang Gyeongbuk 37673Korea Department of Chemical and Environmental Engineering Yale UniversityNew Haven CT 06511USA Department of Energy Science and Engineering Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology(DGIST)Daegu 42988Korea Department of Chemistry Kookmin UniversitySeoul 02707Korea RIKEN Center for Emergent Matter Science(CEMS) 2-1 HirosawaWako Saitama 351-0198Japan

For efficient colloidal quantum dot(CQD)solar cells(CQD-SCs),thiol-passivated p-type CQDs are generally used as a hole-transporting material(HTM);however,there are issues with the control of optoelectrical properties,low thiol passivation rate,and poor morphology with a power conversion efficiency(PCE)of approximately 11%.Although polymeric HTMs have been introduced to address these issues,maximizing efficiency and achieving green-solvent processability and thermal stability for commercialization is ***,we synthesize a novel benzodifuran(BDF)-based HTM(asy-ranPBTBDF)showing an electron-deficient state,low steric hindrance,and low planarity compared to those of a typical benzodithiophene(BDT)-based HTM(asy-ranPBTBDT).BDF properties lead to deep high occupied molecular orbital(HOMO)levels,closeπ-πstacking,excellent solubility,and amorphous properties related to efficiency,green-solvent processability,and thermal *** these benefits,the asy-ranPBTBDF-based CQD-SC showed enhanced open-circuit voltage(Voc)(0.65 V)and PCE(13.29%)compared to those of the asy-ranPBTBDT-based device(0.63 V and 12.22%)in toxic processes with *** asy-ranPBTBDF-based CQD-SC showed a PCE of 12.51%in a green-solvent process with 2-methylanisole and improved thermal stability at 80℃(83.8%retaining after 24 h)owing to less lateral crystallization than the asy-ranPBTBDT-based device(60.8%retaining after 24 h).

关键词： colloidal quantum dot green-solvent photovoltaics semiconducting polymers stability

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