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Organic Solar Cells: Electrostatic Stabilization of Organic Semiconductor Nanoparticle Dispersions by Electrical Doping

Manger, Felix 1,2; Marlow, Philipp 1,2; Fischer, Karen ORCID iD icon 1,2; Nöller, Manuel 1,2; Sprau, Christian ORCID iD icon 2; Colsmann, Alexander ORCID iD icon 1,2
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Organic semiconductor nanoparticle dispersions are electrostatically stabilized with the p-doping agent 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (F4TCNQ), omitting the need for surfactants. Smallest amounts of F4TCNQ stabilize poly(3-hexylthiophene) dispersions and reduce the size of the nanoparticles significantly. The concept is then readily transferred to synthesize dispersions from a choice of light-harvesting benzodithiophene-based copolymers. Dispersions from the corresponding polymer:fullerene blends are used to fabricate organic solar cells (OSCs). In contrast to the widely used stabilizing surfactants, small amounts of F4TCNQ show no detrimental effect on the device performance. This concept paves the way for the eco-friendly fabrication of OSCs from nanoparticle dispersions of high-efficiency light-harvesting semiconductors by eliminating environmentally hazardous solvents from the deposition process.

Zugehörige Institution(en) am KIT Lichttechnisches Institut (LTI)
Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2022
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1616-301X, 1057-9257, 1099-0712, 1616-3028
KITopen-ID: 1000148002
HGF-Programm 38.01.02 (POF IV, LK 01) Materials and Interfaces
Erschienen in Advanced Functional Materials
Verlag Wiley-VCH Verlag
Band 32
Heft 33
Seiten Art.-Nr.: 2202566
Projektinformation GRACE (HGF, HGF IVF, VH-GS-304)
TAURUS 2 (BMBF, 03EK3571)
Vorab online veröffentlicht am 08.06.2022
Nachgewiesen in Web of Science
Scopus
Dimensions
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 7 – Bezahlbare und saubere Energie

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000148002
Veröffentlicht am 25.10.2022
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/adfm.202202566
Scopus
Zitationen: 14
Web of Science
Zitationen: 14
Dimensions
Zitationen: 14
Seitenaufrufe: 182
seit 26.06.2022
Downloads: 75
seit 02.11.2022
Cover der Publikation
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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