Fine-tuning of the chemical structure of photoactive materials for highly efficient organic photovoltaics

Beitrag in einer Fachzeitschrift
(Originalarbeit)


Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Fan B, Du X, Liu F, Zhong W, Ying L, Xie R, Tang X, An K, Xin J, Li N, Ma W, Brabec C, Huang F, Cao Y
Zeitschrift: Nature energy
Verlag: Nature Publishing Group
Jahr der Veröffentlichung: 2018
ISSN: 2058-7546
Sprache: Englisch


Abstract

The performance of organic photovoltaics is largely dependent on the balance of short-circuit current density (JSC) and open-circuit voltage (VOC). For instance, the reduction of the active materials’ optical bandgap, which increases the JSC, would inevitably lead to a concomitant reduction in VOC. Here, we demonstrate that careful tuning of the chemical structure of photoactive materials can enhance both JSC and VOC simultaneously. Non-fullerene organic photovoltaics based on a well-matched materials combination exhibit a certified high power conversion efficiency of 12.25% on a device area of 1 cm2.
By combining Fourier-transform photocurrent spectroscopy and
electroluminescence, we show the existence of a low but non-negligible
charge transfer state as the possible origin of VOC loss. This study highlights that the reduction of the bandgap to improve the efficiency requires a careful materials design to minimize non-radiative VOC losses. © 2018, The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Limited.


FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Brabec, Christoph Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Du, Xiaoyan
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Li, Ning Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Tang, Xiaofeng
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)


Einrichtungen weiterer Autorinnen und Autoren

Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)
Shanghai Jiao Tong University / 上海交通大学
Xi'an Jiaotong University (XJTU) / 西安交通大学


Forschungsbereiche

Neue Materialien und Prozesse
Forschungsschwerpunkt einer Fakultät: Technische Fakultät


Zitierweisen

APA:
Fan, B., Du, X., Liu, F., Zhong, W., Ying, L., Xie, R.,... Cao, Y. (2018). Fine-tuning of the chemical structure of photoactive materials for highly efficient organic photovoltaics. Nature energy. https://dx.doi.org/10.1038/s41560-018-0263-4

MLA:
Fan, Baobing, et al. "Fine-tuning of the chemical structure of photoactive materials for highly efficient organic photovoltaics." Nature energy (2018).

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-14-03 um 12:48