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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 (F$_4$TCNQ), omitting the need for surfactants. Smallest amounts of F$_4$TCNQ 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 F$_4$TCNQ 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.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000148002
Veröffentlicht am 25.10.2022
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/adfm.202202566
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Zitationen: 9
Web of Science
Zitationen: 9
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Zitationen: 9
Cover der Publikation
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
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