Phthalimide-based unfused-ring non-fullerene acceptors for constructing efficient organic solar cells with high open-circuit voltage

文献情報

出版日 2023-12-08
DOI 10.1039/D3NJ05123D
インパクトファクター 3.591
著者

Baitian He, Luting Tang, Xiuhua Huang, Jinming Zhang, Manjun Xiao, Guiting Chen, Chuanbo Dai


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要旨

Unfused-ring non-fullerene acceptors (UF-NFAs) have garnered substantial attention because of their simple chemical structure and easy synthesis, making them promising candidates for advancing the application of organic solar cells (OSCs). The design and synthesis of UF-NFAs with upshifted lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs) can improve the open-circuit voltage (VOC) and thus the photovoltaic performance of devices. Herein, we developed three UF-NFAs, namely, BPD-H, BPD-F, and BPD-Cl, using the phthalimide electron-deficient unit as the building block. Because of the stronger electron-withdrawing effect of chlorine atoms, BPD-Cl exhibited higher molar extinction coefficients and red-shifted absorption than BPD-H or BPD-F. Additionally, the PM6:BPD-Cl-based blended film displayed highly efficient exciton separation, better charge transportation, and an appropriate active layer morphology. Thus, PM6:BPD-Cl-based OSCs achieved a higher PCE of 10.72%, outperforming PM6:BPD-H-based (6.44%) and PM6:BPD-F-based (7.98%) devices. Our findings indicate that choosing the phthalimide electron-deficient unit as the building block and modifying terminal groups are promising strategies for fabricating efficient UF-NFAs.

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掲載誌

New Journal of Chemistry

New Journal of Chemistry
CiteScore: 5.3
自己引用率: 3.7%
年間論文数: 2153

NJC (New Journal of Chemistry) is a broad-based primary journal encompassing all branches of chemistry and its sub-disciplines. It contains full research articles, communications, perspectives and focus articles. This well-established journal, owned by the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) of France, has been co-published with the Royal Society of Chemistry since January 1998. NJC is the forum for the publication of high-quality, original and significant work that opens new directions in chemistry or other scientific disciplines. In addition to having a significant chemical component, work published in NJC must demonstrate that it will have an impact on areas of research other than that of the reported work.

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