Recombinación de carga bimolecular reducida en células solares orgánicas eficientes que comprenden no

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Jul 25, 2023

Recombinación de carga bimolecular reducida en células solares orgánicas eficientes que comprenden no

Informes científicos volumen 13,

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 4717 (2023) Citar este artículo

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La recombinación de carga bimolecular es uno de los procesos de pérdida más importantes en las células solares orgánicas. Sin embargo, la tasa de recombinación bimolecular en las células solares basadas en nuevos aceptores que no son de fullereno no está clara en su mayoría. Además, el origen de la tasa de recombinación de Langevin reducida en las células solares de heterounión a granel en general aún no se comprende bien. Aquí, investigamos la tasa de recombinación bimolecular y el transporte de carga en una serie de células solares orgánicas de alto rendimiento basadas en aceptores que no son de fullereno. A partir de mediciones de inyección oscura en estado estacionario y simulaciones de deriva-difusión de las características de corriente-voltaje bajo iluminación, se observan factores de reducción de Langevin de hasta más de dos órdenes de magnitud. La recombinación reducida es esencial para los altos factores de llenado de estas células solares. Se observa que los factores de reducción de Langevin se correlacionan con el momento cuadripolar de los aceptores, que es responsable de la flexión de la banda en la interfaz donante-aceptor, formando una barrera para la recombinación de carga. En general, estos resultados muestran que la recombinación bimolecular suprimida es esencial para el rendimiento de las células solares orgánicas y proporciona reglas de diseño para nuevos materiales.

El desarrollo de aceptores que no son de fullereno ha acelerado recientemente la mejora en la eficiencia de conversión de energía de las células solares orgánicas1,2,3. Como resultado, la eficiencia de las células solares orgánicas de unión única ha alcanzado el 18 %4,5. La reciente transición de aceptores de fullereno convencionales a no fullereno ha ofrecido las ventajas de una mayor flexibilidad en el ajuste de los niveles de energía, así como la realización de un espectro de absorción complementario al de los polímeros donantes1,6. Si bien se ha logrado un gran progreso en la eficiencia de las células solares orgánicas que contienen aceptores que no son de fullereno, no se comprende completamente por qué estos aceptores funcionan tan bien7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17 ,18,19. En particular, las tasas de recombinación bimolecular solo se han investigado escasamente en estas células solares18,20,21,22,23. Se sabe que la recombinación no geminada juega un papel importante en el factor de llenado de las celdas solares24, así como en el voltaje de circuito abierto25 y, por lo tanto, en la eficiencia de conversión de energía. Mientras que la recombinación bimolecular en semiconductores de baja movilidad sigue de cerca el mecanismo de Langevin26,27, y se basa en la difusión de portadores con cargas opuestas entre sí en su campo mutuo de Coulomb, la tasa de recombinación bimolecular en células solares de heterounión masiva orgánica eficiente puede ser del orden de magnitud inferior a la tasa de Langevin prevista en función de la movilidad de los portadores de carga28. Se puede describir la tasa de recombinación de Langevin reducida según29

donde \(\gamma \) es el factor de reducción de Langevin, q es la carga elemental, ε es la permitividad del material y \({\mu }_{n}\) y \({\mu }_{ p}\) son las movilidades de electrones y huecos, respectivamente. El origen del factor de reducción de Langevin, que puede tener valores incluso por debajo de \({10}^{-3}\)29, no se comprende completamente, aunque la recombinación sub-Langevin es de suma importancia para lograr energía solar orgánica de alto rendimiento. células. Si bien la separación de fases en una heterounión masiva en combinación con movilidades desequilibradas puede conducir a desviaciones menores de la recombinación clásica de Langevin, esto es insuficiente para explicar las grandes desviaciones observadas con frecuencia del coeficiente de recombinación de Langevin30. La recombinación de Langevin reducida se ha relacionado con una disociación mejorada de los excitones de transferencia de carga en la interfaz donante-aceptor31,32,33, aunque el origen de una tasa de disociación mejorada de los estados de CT en sí no es sencillo34. La disociación mejorada de CT se ha asociado con dominios con mayor percolación31, con desorden energético35,36,37 y con una cascada energética entre fases puras y mixtas de la combinación donante-aceptor38,39. Al ser un determinante importante del rendimiento del dispositivo, es crucial comprender el origen de la recombinación de Langevin reducida en las células solares orgánicas.

Aquí, investigamos la recombinación bimolecular en una serie de células solares orgánicas, que comprenden el donante PM6 basado en tienil fluorado-benzoditiofeno (BDT-2F) mezclado con tres aceptores diferentes PC61BM40, IT-4F41 e Y66, y PBDB-T mezclado con IE4F-S42. o O-IDTBR43 (como se muestra en la Fig. S1). Al medir las corrientes de electrones, huecos y dobles portadores en estado estacionario en la oscuridad, se obtienen las movilidades de los portadores de carga y los prefactores de Langevin. Los prefactores de recombinación se obtienen además mediante la simulación de las características de corriente-voltaje de las células solares bajo iluminación. Para sistemas que funcionan bien, se obtienen factores de reducción de Langevin de alrededor de 10–2 o incluso más bajos, lo que ha demostrado ser de importancia crítica para el factor de llenado de las células solares. Las simulaciones por computadora demuestran que el momento cuadripolar de los aceptores es responsable de la flexión de la banda en la interfaz donante-aceptor, lo que da lugar a una barrera de energía para la recombinación bimolecular. Los momentos cuadrupolares calculados se correlacionan con las tasas de recombinación medidas, lo que racionaliza el alto rendimiento de las células solares orgánicas basadas en aceptores que no son de fullereno.

Para investigar la recombinación bimolecular en células orgánicas, medimos las corrientes limitadas de carga espacial (SCLC) en las mezclas de donante y receptor. La medición de SCLC es un método bien conocido para obtener la movilidad del portador de carga en estado estacionario en semiconductores29. Mediante la inyección selectiva de electrones o huecos en el material o la mezcla de materiales, se acumula una carga espacial de electrones y huecos. Esta es la carga máxima permitida electrostáticamente en el semiconductor, lo que da lugar a una corriente de volumen limitado que depende únicamente de la movilidad del portador de carga, tal como lo establece la ley de Mott-Gurney44. Cuando se inyectan electrones y huecos simultáneamente, los electrones y huecos se recombinan o se neutralizan entre sí dependiendo de la tasa de recombinación. Una tasa de recombinación baja conduce a una neutralización efectiva de la carga debido a la coexistencia de electrones y huecos, lo que permite una mayor acumulación de carga espacial neta. Esta mayor carga espacial mejora la corriente de doble portador inyectada. Por lo tanto, la magnitud de la corriente de doble portadora se puede utilizar para cuantificar la cantidad de recombinación de carga, compitiendo con la neutralización de carga29.

Para extraer la tasa de recombinación, o el factor de reducción de Langevin γ, se debe conocer la corriente del electrón, del hueco y del doble portador, tal como se obtiene de la corriente oscura de un dispositivo de celda solar, solo de electrones y solo de huecos. , respectivamente. El prefactor de Langevin se obtiene entonces analíticamente como29

donde \({J}_{p(n)}\) es la densidad de corriente de huecos (electrones) y \({J}_{D}\) la densidad de corriente de doble portadora, equivalente a la densidad de corriente oscura inyectada de una celda solar Esta ecuación demuestra que se obtienen prefactores de Langevin bajos para altas corrientes oscuras inyectadas (JD), que surgen de la neutralización efectiva de electrones y huecos. Observamos que γanalytical se obtiene solo a partir de corrientes medidas experimentalmente, sin ningún ajuste de datos. Alternativamente, el prefactor de Langevin también se puede obtener ajustando las características de JV con simulaciones numéricas de deriva-difusión.

Además del prefactor de Langevin, la movilidad de electrones y huecos se puede obtener a partir de las densidades de corriente de huecos y electrones limitadas por la carga espacial, \({J}_{n}\) y \({J}_{p}\). Estos se obtienen ajustando las características \(J\)-\(V\) con simulaciones de deriva-difusión45 (Fig. S2). Como se ilustra en la Tabla 1, las movilidades de electrones y huecos para películas de mezcla óptima basadas en PM6 están equilibradas y son bastante similares para los tres aceptores (PCBM, IT-4F e Y6), todos los valores están cerca de 3 × 10–8 m2 V −1 s−1. Como resultado, se esperan fuerzas de recombinación de Langevin teóricas similares para estas tres mezclas. Los prefactores de Langevin experimentales deducidos de la ecuación. (2), por otro lado, muestran una clara diferencia, con factores de reducción en el rango de 10–2 para los aceptores que no son de fullereno y 10–1 para PC61BM y PC71BM (Fig. S4). Alternativamente, los prefactores se obtienen ajustando las características de corriente oscura (JD-V) de dispositivos de doble portadora con simulaciones de deriva-difusión, utilizando las movilidades experimentales obtenidas y el prefactor de Langevin (γdark) como el único parámetro de ajuste ajustable. Como se esperaba del acuerdo previamente establecido entre Eq. (2) y simulaciones numéricas de deriva-difusión29, se obtienen resultados similares a los que se muestran en la Tabla 1.

Para demostrar el impacto de estos factores de reducción de Langevin en el rendimiento de las células solares, se simulan las características \(J\)-\(V\) de las células solares bajo iluminación y se comparan con experimentos. La simulación de las características de la celda solar con la recombinación clásica de Langevin, según lo determinado a partir de las movilidades experimentales de electrones y huecos, da como resultado una clara subestimación del factor de llenado y el voltaje de circuito abierto, como se muestra en la Fig. 1a. Esto demuestra que la tasa de recombinación bimolecular debe reducirse claramente con respecto a la recombinación de Langevin. Para la mezcla basada en fullereno, la desviación del experimento es la más pequeña, lo que indica que la tasa de recombinación bimolecular está más cerca de la recombinación de Langevin en comparación con las células solares con aceptores que no son de fullereno. Esto es consistente con los prefactores de Langevin determinados a partir de las mediciones oscuras (Tabla 1; Fig. 1b).

(a) Características de voltaje-densidad de corriente de las celdas solares que comprenden un donante de PM6 y PC61BM, IT-4F o Y6 como aceptor. Los símbolos representan características experimentales, las líneas continuas son ajustes de los datos mediante simulaciones de difusión por deriva, con las movilidades experimentales de los portadores de carga como entrada. Con las movilidades conocidas, la tasa de recombinación determina el factor de llenado, donde los resultados de la recombinación de Langevin (γ = 1) están representados por las líneas de puntos y guiones. ( b ) Prefactores de Langevin obtenidos directamente por Eq. (2) de las corrientes de electrones, huecos y doble portador medidas en la oscuridad.

Como siguiente paso, las características \(J\)-\(V\) bajo iluminación se simulan usando el prefactor de Langevin (γlight) como parámetro de ajuste, mientras se usan las movilidades de los portadores de carga medidas. Como se observa en la Fig. 1a, se obtiene una excelente concordancia con el experimento, con los prefactores de Langevin utilizados (γlight) enumerados en la Tabla 1. Los prefactores obtenidos de las simulaciones de deriva-difusión bajo iluminación concuerdan bien con los determinados por las mediciones en la oscuridad, determinando la valores obtenidos. Una conclusión importante que se puede extraer de estos resultados es que, en particular, el alto factor de llenado es un resultado directo de la tasa de recombinación bimolecular reducida en las células solares basadas en los aceptores que no son de fullereno. Las movilidades decentes no garantizan necesariamente un buen rendimiento del dispositivo (cf. simulaciones con la tasa de Langevin en la Fig. 1a), lo que destaca la importancia de la recombinación bimolecular reducida en estos sistemas.

Si bien se ha observado con frecuencia una recombinación bimolecular reducida en células solares orgánicas de heterounión a granel, su origen aún no se comprende bien. Las movilidades desequilibradas en combinación con la separación de fases pueden explicar una reducción menor en la tasa de recombinación bimolecular, pero no pueden explicar los coeficientes de Langevin reducidos en varios órdenes de magnitud30. Tales coeficientes de reducción son notables, especialmente porque la recombinación de Langevin se cumple bien en semiconductores orgánicos prístinos26,27. Para investigar el origen de la recombinación bimolecular reducida en células solares orgánicas basadas en aceptores que no son fullereno, es útil estudiar sistemas en los que la tasa de recombinación bimolecular es marcadamente diferente. Por lo tanto, seleccionamos los aceptores sin fullereno IE4F-S y O-IDTBR mezclados con el donante no fluorado PBDB-T, que se ha informado que dan factores de llenado marcadamente diferentes42,46. Dado que el transporte de carga es incluso ligeramente superior en PBDB-T:O-IDTBR (Tabla 1 y Fig. S5), el bajo factor de llenado probablemente se origina en una mayor recombinación bimolecular en comparación con el sistema PBDB-T:IE4FS. De hecho, como se muestra en la Tabla 1 y la Fig. S6, el prefactor de Langevin obtenido para el sistema PBDB-T:O-IDTBR está cerca de la recombinación de Langevin, mientras que para PBDB-T:IE4FS la recombinación bimolecular se reduce en más de dos órdenes de magnitud. en comparación con la recombinación de Langevin. La figura 2 muestra que la recombinación de Langevin clásica casi puede reproducir las características de las células solares bajo iluminación para PBDB-T:O-IDTBR, mientras que el factor de relleno está muy subestimado para PBDB-T:IE4F-S, lo que indica una recombinación bimolecular fuertemente reducida en este último caso. Aunque el factor de reducción de Langevin es claramente diferente para estas mezclas, la diferencia en el factor de relleno no es tan pronunciada, lo que se debe al transporte favorable de electrones y huecos en la celda solar PBDB-T: O-IDTBR, en combinación con un menor tasa de generación de portadores de carga, lo que reduce la densidad de huecos y electrones fotogenerados y, por lo tanto, la recombinación bimolecular. Por otro lado, el prefactor de Langevin bajo en la mezcla PBDB-T:IE4F-S permite más portadores de carga fotogenerados mientras mantiene un factor de llenado alto y, por lo tanto, aumenta la eficiencia de conversión de energía.

Características de tensión-densidad de corriente de las células solares que comprenden una capa activa PBDB-T:O-IDTBR o PBDB-T:IE4F-S. Los símbolos representan características experimentales, las líneas continuas son ajustes de los datos mediante simulaciones de difusión por deriva, con las movilidades experimentales de los portadores de carga como entrada. Con las movilidades conocidas, la tasa de recombinación determina el factor de llenado, donde los resultados de la recombinación de Langevin (γ = 1) están representados por las líneas de puntos y guiones.

Para investigar el origen de la diferencia en la fuerza de recombinación entre el sistema estudiado, simulamos la interfaz aproximada de donante-aceptor utilizando el modelo de celosía 47 (los detalles se brindan en la Información complementaria). El gradiente de concentración da lugar a un gradiente de potencial electrostático cerca de la interfaz, como se muestra en la Fig. 3a. Efectivamente, esto da como resultado que el nivel de energía se doble en la interfaz donante-aceptor, cuya magnitud está dictada por el momento cuadrupolar9,17,48,49 y la mezcla50 de los semiconductores orgánicos9,17,48,49, y tiene un rango de hasta a 5-6 nm a ambos lados de la interfaz donante-aceptor48,51, que es comparable o mayor que el radio de captura efectivo de Coulomb52. Hasta ahora se ha reconocido el papel del potencial de sesgo en la división de los estados de transferencia de carga, lo que reduce la recombinación geminada9,18,53,54. Presumimos que el potencial de sesgo también puede dar lugar a una barrera para la recombinación no geminada. La flexión del nivel de energía en la interfaz donante-aceptor, que se muestra en la Fig. 3b, crearía una barrera \(B\) para electrones y huecos, reduciría la densidad de electrones y huecos en las proximidades de la interfaz y suprimiría la recombinación bimolecular.

(a) Mapa 2D de la superficie de energía potencial electrostática para una carga que interactúa con cuadrupolos de moléculas neutras circundantes (se muestra un período de una interfaz periódica) (b) Diagrama de nivel de energía con flexión de banda en la fase aceptora. El potencial de polarización \(B\) crea una barrera para la recombinación de carga. (c) Logaritmo del coeficiente de reducción de Langevin en función de la componente \(\pi \) del tensor cuadripolar. Los círculos azules son puntos de datos obtenidos en este estudio, los cuadrados verdes representan factores de reducción de Langevin obtenidos de la literatura57,58.

Para cuantificar esta reducción, modificamos un modelo de recombinación bimolecular de Arkhipov, propuesto inicialmente para silicio amorfo con un paisaje de potencial fluctuante55. Dentro de las aproximaciones de este modelo (consulte la Información complementaria para obtener más detalles), la reducción de la recombinación no geminada es exponencialmente proporcional a la barrera B,

donde \(\xi =1/\langle {e}^{-\frac{U\left(x\right)}{{k}_{\mathrm{B}}T}}\rangle \sim 1\) , y \(R\) es el coeficiente de recombinación de interfaz. La ecuación (3) sugiere que \(\gamma \) se activa con la temperatura, lo que de hecho se ha observado experimentalmente, véase la Fig. S3. El potencial de polarización \(B\) es de hecho una cantidad bastante complicada que depende de la rugosidad interfacial, el empaquetamiento molecular, la contribución electrostática del estado sólido a la energía de ionización y la afinidad electrónica9,48,56. Sin embargo, la dependencia clave en el caso de aceptores alineados a lo largo de la interfaz donante-aceptor se debe a la interacción de una carga con los momentos cuadripolares de las moléculas NFA circundantes56, con una contribución dominante debida al componente a lo largo de \(\pi \)- dirección de replanteo, \({Q}_{\pi }\),

Esta proporcionalidad se muestra en la Fig. 3c. Para IE4F-S, que tiene un gran momento cuadripolar, el prefactor de Langevin es el más bajo. Para Y6 e IT-4F, los momentos cuadripolares son similares y también muestran una reducción similar en la recombinación bimolecular. Los cuadrupolos más pequeños de los aceptores investigados en este estudio se observan para O-IDTBR y PCBM (dímero), que tiene el prefactor de Langevin más alto. La Figura 3c está aumentada con prefactores de Langevin obtenidos de la literatura57,58, con los momentos cuadripolares de los respectivos aceptores calculados como se indica en la Tabla S2. Estos resultados corroboran la relación entre el prefactor de Langevin y el momento cuadripolar, lo que sugiere que el potencial de sesgo en la interfaz donante-aceptor suprime la recombinación bimolecular. La barrera cerca de la interfaz donante-aceptor reduce la población de electrones en la interfaz, lo que reduce la tasa de recombinación bimolecular, siendo proporcional al producto de la concentración de electrones y huecos.

Tenga en cuenta que el momento cuadripolar del aceptor no es el único parámetro que contribuye al potencial de polarización y, por extensión, a la tasa de recombinación bimolecular reducida. Por ejemplo, la mezcla en la interfaz donante-aceptor es otro factor importante que afecta el potencial de sesgo50, lo que racionaliza los diferentes prefactores de Langevin observados para las mezclas de donante-aceptor procesadas en diferentes condiciones33,38,59. Sin embargo, en celdas optimizadas, esperamos que el momento cuadripolar del aceptor desempeñe un papel importante. De manera similar, el momento cuadripolar del donante también contribuye al potencial de sesgo, de modo que las comparaciones entre diferentes aceptores en función de sus momentos cuadripolares solo se justifican cuando se consideran donantes iguales o muy similares. Los momentos de cuadrupolo para varios polímeros donantes se enumeran en la Tabla S3 para comparación. Si bien es posible que el momento cuadripolar no siempre brinde una explicación completa de la tasa de recombinación bimolecular reducida observada en todos los sistemas, es probable que sea un factor importante, de la misma manera que lo es para la generación de carga9,18,53,54, ya que la recombinación bimolecular también ocurre a través del estado CT.

Se investigó la tasa de recombinación bimolecular y el transporte de carga en una serie de células solares orgánicas de alto rendimiento basadas en aceptores que no son de fullereno. A partir de mediciones de inyección oscura en estado estacionario y simulaciones de deriva-difusión de las características de corriente-voltaje bajo iluminación, se observan factores de reducción de Langevin de hasta más de dos órdenes de magnitud. Se demostró que la recombinación bimolecular reducida puede explicar los altos factores de llenado de estas células solares basadas en aceptores que no son de fullereno. Para racionalizar las tasas de recombinación reducidas, realizamos simulaciones de potencial electrostático, que demuestran la flexión de la banda cerca de las interfaces donante-aceptor, formando una barrera para la recombinación de carga. La barrera formada está relacionada con el momento cuadripolar de los aceptores no fullerénicos, en correlación con los factores de reducción de Langevin observados experimentalmente. Estos resultados demuestran que la recombinación bimolecular reducida es un elemento esencial para los altos factores de llenado observados de las células solares orgánicas basadas en aceptores que no son de fullereno y contribuyen aún más a comprender las grandes desviaciones de la recombinación de Langevin, proporcionando reglas de diseño para suprimir las pérdidas por recombinación en las células solares orgánicas. .

Todas las capas activas se depositaron mediante revestimiento por rotación en una caja de guantes llena de nitrógeno. Para las películas PM6:IT-4F, la mezcla en su proporción óptima de donante/aceptor (D/A) (1:1, p/p) se disolvió en clorobenceno y 1,8-diyodooctano al 1% (v/v) (DIO ) como aditivo disolvente. Las películas recubiertas por rotación se recocieron a 100 ℃ durante 10 min. Para PM6:Y6 se preparó una solución de cloroformo con una relación D/A de 1:1,2. Posteriormente, se añadió cloronaftaleno (CN) al 0,5 % (v/v) y las películas recubiertas por rotación se templaron térmicamente a 110 ℃ durante 10 min. Para PM6:PC61BM se preparó una solución de cloroformo con una relación D/A 1:1 con 0,5% (v/v) de DIO como aditivo. Para las mezclas basadas en PBDB-T, se disolvió PBDB-T:O-IDTBR en clorobenceno con una relación D/A de 1:1,5 (p/p) y 0,5 % (v/v) de CN como aditivo y se recocieron las películas recubiertas por rotación. a 120 ℃ durante 10 min. PBDB-T:IE4F-S se disolvió en una proporción de 1:1 (p/p) en clorobenceno y la película resultante se recoció a 160 ℃ durante 10 min.

Se fabricaron dispositivos de solo orificio, de solo electrones y de doble portador sobre sustratos de vidrio con las respectivas estructuras de dispositivo de Cr(1 nm)/Au(30 nm)/PEDOT:PSS(40 nm)/capa activa/MoO3(10 nm )/Al(100 nm), Al(30 nm)/capa activa/Ba(5 nm)/Al(100 nm) y Cr(1 nm)/Au(30 nm)/PEDOT:PSS(40 nm)/activo capa/Ba(5 nm)/Al(100 nm). Los sustratos de vidrio se limpiaron primero con una solución de detergente y agua desionizada, seguido de sonicación en acetona y alcohol isopropílico. Para los dispositivos de solo orificio y de doble portador, el Cr y el Au se evaporaron térmicamente como electrodo inferior. Estos electrodos metálicos se utilizaron en lugar de electrodos de óxido de indio y estaño (ITO) para reducir el efecto de la resistencia en serie de electrodos a altas densidades de corriente. Se aplicó una capa de inyección de orificios de PEDOT:PSS (VP Al4083, HC Starck) mediante recubrimiento por rotación. Para los dispositivos de solo electrones, se evaporaron térmicamente 30 nm de Al como electrodo inferior. En todos los dispositivos se aplicaron electrodos superiores por evaporación térmica. Para las células solares medidas bajo iluminación, la estructura del dispositivo fue ITO/PEDOT:PSS/capa activa/PDINO/Al (100 nm).

Todas las mediciones eléctricas se llevaron a cabo en una caja de guantes llena de nitrógeno. Las mediciones de corriente-voltaje se realizaron con un medidor de fuente Keithley 2400. Los espesores de capa se midieron con un perfilómetro Bruker Dektak XT.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable. Los archivos de registro para las simulaciones gaussianas están disponibles como información de apoyo.

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Financiamiento de acceso abierto habilitado y organizado por Projekt DEAL.

Laboratorio de Materiales Optoelectrónicos Avanzados, Facultad de Química, Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales, Universidad de Soochow, Suzhou, 215123, China

Yue Wu, Hongyu Fan, Hang Yang, Chaohua Cui y Yongfang Li

Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros, Ackermannweg 10, 55128, Mainz, Alemania

Yue Wu, Yungui Li, Bas Van Der Zee, Wenlan Liu, Anastasia Markina, Paul WM Bloom, Denis Andrienko y Gert-Jan AH Wetzelaer

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YW y HF realizaron las mediciones y contribuyeron al análisis de datos. YL y BvdZ contribuyeron al análisis de datos. WL y AM realizaron simulaciones por computadora de los momentos de cuadrupolo molecular y los potenciales asociados. HY realizó la síntesis de los materiales. CC, YL, PWMB, DA y GAHW supervisaron el proyecto. GAHW y DA diseñaron los experimentos, escribieron el manuscrito y contribuyeron al análisis de datos. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Chaohua Cui o Gert-Jan AH Wetzelaer.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Wu, Y., Li, Y., van der Zee, B. et al. Recombinación de carga bimolecular reducida en células solares orgánicas eficientes que comprenden aceptores no fullerénicos. Informe científico 13, 4717 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31929-6

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Recibido: 16 diciembre 2022

Aceptado: 20 de marzo de 2023

Publicado: 22 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31929-6

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