The importance of p–n junction interfaces for efficient small molecule-based organic solar cells

文献情報

出版日 2012-02-20
DOI 10.1039/C2CP24047E
インパクトファクター 3.676
著者

Wei-Yang Chou, Jay Chang, Chia-Te Yen, Yi-Sheng Lin, Fu-Ching Tang, Shyh-Jiun Liu, Horng-Long Cheng, Steve Lien-Chung Hsu, Jen-Sue Chen


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要旨

The efficiency of small-molecule solar cells critically depends on the match of the junction of the donor and acceptor semiconductors used in these devices to create charged carriers and on the mobility of individual components to transport holes and electrons. In the present study, a 2% efficient bilayer organic solar cell consisting of a p-type semiconductor, pentacene, and an n-type semiconductor, N,N′-diheptyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide (PTCDI-C7), is fabricated. The morphology of PTCDI-C7 interestingly follows pentacene due to the matched surface energy of these two active layers and the easily deposited PTCDI-C7 monomers on an inclined plane of the pentacene grains. This condition results in the low trap states in the PTCDI-C7 film and at the pentacene/PTCDI-C7 interface for the enhancement of exciton dissociation and carrier transport compared with the photoactive layer comprised of pentacene and N,N-ditridecyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide (PTCDI-C13). The detailed exciton and carrier transport mechanisms are investigated using time-resolved photoluminescence and X-ray diffraction spectroscopy.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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