High efficiency and stability small molecule solar cells developed by bulk microstructure fine-tuning

Beitrag in einer Fachzeitschrift


Details zur Publikation

Autorinnen und Autoren: Min J, Jiao X, Sgobba V, Kan B, Heumüller T, Rechberger S, Spiecker E, Guldi DM, Wan X, Chen Y, Ade H, Brabec C
Zeitschrift: Nano Energy
Verlag: Elsevier BV
Jahr der Veröffentlichung: 2016
Band: 28
Seitenbereich: 241-249
ISSN: 2211-2855


Abstract


Morphological control over the bulk heterojunction (BHJ) microstructure of a high-efficiency small molecule photovoltaic system composed of a quinquethiophene based molecule (DRCN5T) as electron donor and [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC70BM) as electron acceptor is demonstrated using three different post-processing strategies, including thermal annealing (TA), solvent vapor annealing (SVA), and two-step annealing (TA-SVA) treatments. We systematically analyze the processing condition-microstructure-device property relationships, explore the corresponding morphology evolution and their effects on carrier transport and recombination dynamics in BI-Js as well as understand the nature of phase-separation process resulting in light-induced degradation mechanisms. Within the investigated results, the causative relations between annealing sequence, photovoltaic parameters, morphology evolution and charge carrier dynamics are for the first time delineated. In addition, the observed trade-offs in device efficiency and stability with respect to the well-defined morphologies are highlighted. The in-depth picture of the bulk microstructure formation and its kinetic evolution as a function of the specific post-processing approaches is a valuable asset for the design of new photovoltaic materials and thin film nanoscale architectures that are more efficient and better aid future commercialization efforts. (C) 2016 Elsevier Ltd. All rights reserved.



FAU-Autorinnen und Autoren / FAU-Herausgeberinnen und Herausgeber

Brabec, Christoph Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Guldi, Dirk Michael Prof. Dr.
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Heumüller, Thomas Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Min, Jie
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Materialien der Elektronik und der Energietechnologie)
Rechberger, Stefanie Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)
Spiecker, Erdmann Prof. Dr.
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Zusätzliche Organisationseinheit(en)
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials
Interdisziplinäres Zentrum, Center for Nanoanalysis and Electron Microscopy (CENEM)
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Mikro- und Nanostrukturforschung)


Einrichtungen weiterer Autorinnen und Autoren

Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE Bayern)
Nankai University (NKU) / 南开大学
North Carolina State University


Forschungsbereiche

B Nanoelectronic Materials
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials
A2 Nanoanalysis and Microscopy
Exzellenz-Cluster Engineering of Advanced Materials


Zitierweisen

APA:
Min, J., Jiao, X., Sgobba, V., Kan, B., Heumüller, T., Rechberger, S.,... Brabec, C. (2016). High efficiency and stability small molecule solar cells developed by bulk microstructure fine-tuning. Nano Energy, 28, 241-249. https://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.08.047

MLA:
Min, Jie, et al. "High efficiency and stability small molecule solar cells developed by bulk microstructure fine-tuning." Nano Energy 28 (2016): 241-249.

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2019-29-05 um 09:19