MW
Mengting Wang
Author with expertise in Organic Solar Cell Technology
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(50% Open Access)
Cited by:
3
h-index:
4
/
i10-index:
3
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Benzothiadiazole‐Fused Cyanoindone: A Superior Building Block for Designing Ultra‐Narrow Bandgap Electron Acceptor with Long‐Range Ordered Stacking

Nuo Zhang et al.Nov 29, 2024
There are great demands of developing ultra‐narrow bandgap electron acceptors for multifunctional electronic devices, particularly semi‐transparent organic photovoltaics (OPVs) for building‐integrated applications. However, current ultra‐narrow bandgap materials applied in OPVs, primarily based on electron‐rich cores, exhibit defects of high‐lying energy levels and inferior performance. We herein proposed a novel strategy by designing the benzothiazole‐fused cyanoindone (BTC) unit with ultra‐strong electron‐withdrawing ability as the terminal to synthesize the acceptor BTC‐2. The BTC unit imparts red‐shifted absorption up to 1000 nm to BTC‐2, attributed to enhanced intramolecular charge transfer and the quinoid resonance effect. Additionally, BTC‐2 features deep‐lying energy levels with the highest occupied molecular orbital level of –5.81 eV, due to the ultra‐strong electron‐withdrawing ability of BTC. Furthermore, BTC‐2 exhibits long‐range ordering in both molecular packing and macroscopic blend morphology, resulting from shoulder‐to‐shoulder packing of two BTC units, leading to an ultra‐long exciton lifetime over 1.1 ns. These superiorities facilitated a 17.17% efficiency in the binary OPV device with an extremely high photocurrent of 30.34 mA cm−2, representing the best performance for ultra‐narrow bandgap electron acceptors, and a record light utilization efficiency of 4.88% in binary semi‐transparent systems. Overall, BTC is a superior building block for designing ultra‐narrow bandgap electron acceptors.
0

Unravel the Distinctive Roles of Liquid and Solid Additives in Blade‐Coated Active Layer for Organic Solar Cell Modules

Adiljan Wupur et al.Sep 24, 2024
Abstract Although encouraging progress in spin‐coated small‐area organic solar cells (OSCs), reducing efficiency loss caused by differences in film uniformity and morphology when up‐scaled to large‐area modules through meniscus‐guided coating is an important but unsolved issue. In this work, in‐depth research is conducted on the influence of both liquid and solid additives on the film uniformity and morphology of active layer in blade‐coated PM6:L8‐BO binary system. The study reveals that high boiling point liquid additives like 1,8‐diiodooctane (DIO) used in blade‐coating not only delay the volatilization of the solvent but also trigger the Marangoni flow in the same direction as capillary flow, causing excessive aggregation of acceptors, therefore destroying device performance. On the contrary, the solid additive 2‐Iododiphenyl ether (IDPE), which is first reported in this work, can preserve the mechanism for improving device performance while effectively suppressing the excessive aggregation of acceptors during the film‐forming process in blade‐coating from halogen‐free solvent of toluene, resulting in highly homogeneous large‐area active layer films. Consequently, organic solar modules with an impressive efficiency of 15.34% with a total module area of 18.90 cm 2 via blade‐coating based on PM6:L8‐BO are achieved. This study not only provides a deep understanding on the effect of liquid and solid additives during blade‐coating from the perspective of fluid mechanisms but also gives a pathway for the development of green solvent printed high‐efficiency OSCs.
0

Benzothiadiazole‐Fused Cyanoindone: A Superior Building Block for Designing Ultra‐Narrow Bandgap Electron Acceptor with Long‐Range Ordered Stacking

Nuo Zhang et al.Nov 29, 2024
There are great demands of developing ultra‐narrow bandgap electron acceptors for multifunctional electronic devices, particularly semi‐transparent organic photovoltaics (OPVs) for building‐integrated applications. However, current ultra‐narrow bandgap materials applied in OPVs, primarily based on electron‐rich cores, exhibit defects of high‐lying energy levels and inferior performance. We herein proposed a novel strategy by designing the benzothiazole‐fused cyanoindone (BTC) unit with ultra‐strong electron‐withdrawing ability as the terminal to synthesize the acceptor BTC‐2. The BTC unit imparts red‐shifted absorption up to 1000 nm to BTC‐2, attributed to enhanced intramolecular charge transfer and the quinoid resonance effect. Additionally, BTC‐2 features deep‐lying energy levels with the highest occupied molecular orbital level of –5.81 eV, due to the ultra‐strong electron‐withdrawing ability of BTC. Furthermore, BTC‐2 exhibits long‐range ordering in both molecular packing and macroscopic blend morphology, resulting from shoulder‐to‐shoulder packing of two BTC units, leading to an ultra‐long exciton lifetime over 1.1 ns. These superiorities facilitated a 17.17% efficiency in the binary OPV device with an extremely high photocurrent of 30.34 mA cm−2, representing the best performance for ultra‐narrow bandgap electron acceptors, and a record light utilization efficiency of 4.88% in binary semi‐transparent systems. Overall, BTC is a superior building block for designing ultra‐narrow bandgap electron acceptors.