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High‐Efficient Charge Generation in Single‐Donor‐Component‐Based p‐i‐n Structure Organic Solar Cells
Solar RRL ( IF 6.0 ) Pub Date : 2020-02-05 , DOI: 10.1002/solr.201900580 Yajie Zhang 1 , Dan Deng 1 , Qiong Wu 1 , Yang Mi 1 , Chen Yang 1 , Xuning Zhang 1 , Yang Yang 1 , Wenjun Zou 1 , Jianqi Zhang 1 , Lingyun Zhu 1 , Huiqiong Zhou 1 , Xinfeng Liu 1 , Zhixiang Wei 1
Solar RRL ( IF 6.0 ) Pub Date : 2020-02-05 , DOI: 10.1002/solr.201900580 Yajie Zhang 1 , Dan Deng 1 , Qiong Wu 1 , Yang Mi 1 , Chen Yang 1 , Xuning Zhang 1 , Yang Yang 1 , Wenjun Zou 1 , Jianqi Zhang 1 , Lingyun Zhu 1 , Huiqiong Zhou 1 , Xinfeng Liu 1 , Zhixiang Wei 1
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Organic solar cells (OSCs) require a bulk heterojunction of a donor and an acceptor for efficient charge generation, whereas other types of solar cells normally use the p‐i‐n device structure. Herein, a comparative investigation of the p‐i‐n‐structured OSCs is conducted based on single‐donor‐component BTID‐0F and the bulkheterojuction OSCs with different donor:acceptor blend ratios using BTID‐0F as the donor and PC71BM as the acceptor. The highest power conversion efficiency (PCE) of 1.61% is obtained for single‐donor‐based OSCs. The impact of PC71BM weight ratio in BTID‐0F:PC71BM‐based OSCs upon blend morphology, material energetics, photogenerated charge dynamic process, and photovoltaic device performance is investigated, and the highest PCE reaches 8.47%. Results indicate that even when the acceptor sites are highly diluted and the acceptor phase is discontinuous, electron transport can occur with a reasonable electron mobility. The PCE of 1.61% is the highest PCE reported for p‐i‐n structure OSCs based on a single‐donor component, which is helpful to understand the mechanism of charge generation in organic materials and thus obtainhigh‐efficient OSCs using the p‐i‐n structure.
中文翻译：
基于单施主成分的p-i-n结构有机太阳能电池中的高效电荷产生
有机太阳能电池（OSC）需要供体和受体的整体异质结才能有效地产生电荷，而其他类型的太阳能电池通常使用p-i-n器件结构。在此，基于单供体组分BTID-0F和具有不同供体：受体混合比的体异质结OSC进行了对p-i-n结构OSC的比较研究，使用BTID-0F作为供体，PC 71 BM作为接受者。对于基于单施主的OSC，最高的功率转换效率（PCE）为1.61％。PC 71 BM重量比对BTID-0F：PC 71的影响基于混合形态，材料能量，光生电荷动态过程和光伏器件性能的基于BM的OSC进行了研究，最高PCE达到8.47％。结果表明，即使当受体位置被高度稀释并且受体相不连续时，也可以以合理的电子迁移率发生电子传输。PCi为1.61％，是基于单施主组分的p-i-n结构OSC的最高PCE，这有助于了解有机材料中电荷产生的机理，从而使用p-i获得高效的OSC -n结构。
更新日期：2020-02-05
中文翻译：
基于单施主成分的p-i-n结构有机太阳能电池中的高效电荷产生
有机太阳能电池（OSC）需要供体和受体的整体异质结才能有效地产生电荷，而其他类型的太阳能电池通常使用p-i-n器件结构。在此，基于单供体组分BTID-0F和具有不同供体：受体混合比的体异质结OSC进行了对p-i-n结构OSC的比较研究，使用BTID-0F作为供体，PC 71 BM作为接受者。对于基于单施主的OSC，最高的功率转换效率（PCE）为1.61％。PC 71 BM重量比对BTID-0F：PC 71的影响基于混合形态，材料能量，光生电荷动态过程和光伏器件性能的基于BM的OSC进行了研究，最高PCE达到8.47％。结果表明，即使当受体位置被高度稀释并且受体相不连续时，也可以以合理的电子迁移率发生电子传输。PCi为1.61％，是基于单施主组分的p-i-n结构OSC的最高PCE，这有助于了解有机材料中电荷产生的机理，从而使用p-i获得高效的OSC -n结构。
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