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Performance improvement of polymer solar cells with binary additives induced morphology optimization and interface modification simultaneously

DOI:10.1016/j.solener.2020.03.021 期刊:Solar Energy 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:19:57
摘要: Active layer morphology optimization and electrode buffer layer interface modification are commonly used strategies in improving the performance of polymer solar cells (PSCs). In this study, we prepared PTB7: PC71BM bulk heterojunction PSCs with 1,8-diiodooctane (DIO) and polyethylene glycol (PEG) additives, and studied the influence of binary additives on exciton dissociation, charge transport and charge extraction. DIO facilitates donor/acceptor phase separation for efficient exciton dissociation and charge transport. The migration of PEG from active layer to the PEDOT:PSS layer improves the crystallinity of PTB7, optimizes charge transport pathway, and enhances the conductivity of PEDOT:PSS layer. With the combined advantages of binary additives in active layer morphology optimization and anode buffer layer modification, the device exhibits a high short-circuit current density of 20.03 mA/cm2 and an improved power conversion efficiency. Binary additive provides a promising method to optimize active layer morphology and improve interfacial buffer layer of PSCs simultaneously.
作者: Tingting Dai,Xiong Li,Yingying Zhang,Denghui Xu,Aicong Geng,Jia Zhao,Xiaobai Chen
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Investigating the influence of binary additives (DIO and PEG) on the performance improvement of polymer solar cells through morphology optimization and interface modification.

The binary additives DIO and PEG significantly improve the performance of PTB7:PC71BM based PSCs by optimizing active layer morphology and modifying the interfacial buffer layer, leading to enhanced exciton dissociation, charge transport, and charge extraction efficiencies.

The study focuses on the PTB7:PC71BM system with specific additives, and the findings may not be directly applicable to other material systems or additive combinations.

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