SCOPUS
SCIE
A thermally and mechanically stable solar cell made of a small-molecule donor and a polymer acceptor
저자
Oh, Sora ; Badgujar, Sachin ; Kim, Da Hun ; Lee, Wang-Eun ; Khan, Nasir ; Jahandar, Muhammad ; Rasool, Shafket ; Song, Chang Eun ; Lee, Hang Ken ; Shin, Won Suk ; Lee, Jong-Cheol ; Moon, Sang-Jin ; Lee, Sang Kyu
발행기관
학술지명
Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
15923-15931(9쪽)
제공처
<▼1><P>Highly efficient and stable BDT2TR:PNDI-2T organic solar cells are investigated. Although this system shows a PCE of 4.43%, significant enhancements are observed in the thermal stability, high thickness tolerance, and flexibility as compared with the PC71BM-based organic solar cells.</P></▼1><▼2><P>We performed systematic experiments based on a small molecule donor and a polymer acceptor containing a naphthalene diimide (NDI)-based polymer as compared with fullerene-based acceptor (PC71BM) solar cells. Among polymer acceptors, the NDI-based polymer (PNDI-2T) shows good properties such as broad light absorbance with a strong absorption co-efficient and a well oriented crystalline structure leading to high electron mobility. We monitored the photovoltaic properties of both PNDI-2T and PC71BM acceptors with a BDT2TR donor. Although the BDT2TR:PC71BM device showed a higher PCE of 8.20%, the BDT2TR:PNDI-2T device also showed remarkable photovoltaic results with a PCE of 4.43%, <I>V</I>OC of 0.86 V, <I>J</I>SC of 7.26 mA cm<SUP>−2</SUP>, and FF of 71% indicating one of the highest efficiencies for small molecule donor and non-fullerene polymer acceptor systems. In particular, the PNDI-2T acceptor showed excellent thermal stability and intrinsic mechanical performance as compared with the PC71BM acceptor. To demonstrate the potential of the polymer acceptor for solar devices, we fabricated a device for testing thermal stability, high thickness tolerance, and the flexibility of the solar cell with bending stress. As a result, the PNDI-2T-based solar cell exhibited excellent thermal stability at 150 °C for 15 h and the PCE of the BDT2TR:PNDI-2T device with a thick active layer (around 610 nm) maintained 80% of its initial value. Moreover, the flexible device with the BDT2TR:PNDI-2T system retained its homogeneous morphology and showed maintained photovoltaic performance even after 100 bending cycles. Therefore, PNDI-2T based organic solar cells have good potential for application as flexible and portable real energy generators.</P></▼2>
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