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Fabrication of Organic Solar Cells from Surfactant‐Free Aqueous Nanoparticle Dispersions

Fischer, Karen ORCID iD icon 1,2; Fichtelmann, Florian 1,2; Bruder, Jan 1,2; Armleder, Jonas 1,2; Röhm, Holger ORCID iD icon 1,2; 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:

Light-harvesting layers in organic bulk-heterojunction solar cells are commonly
fabricated from aromatic or even chlorinated solvents, which are often toxic
or otherwise hazardous. In this work, nanoparticle dispersions of a blend of
poly(3-hexylthiophene) and [6,6]-phenyl C$_{71}$-butric acid methyl ester (P3HT:
PC$_{71}$BM) are synthesized in water, omitting any stabilizing surfactants which
would remain in the layer and hamper the device performance. To overcome
wetting issues and to master the deposition of thin films from aqueous dis-
persions, co-solvents are employed. The solar cells exhibit power conversion
efficiencies of 2.7% and show excellent long-term stability, paving a promising
way towards the all-eco-friendly production of organic solar cells in the future.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000184215
Veröffentlicht am 26.08.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Lichttechnisches Institut (LTI)
Materialwissenschaftliches Zentrum für Energiesysteme (MZE)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 10.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2194-4288, 2194-4296
KITopen-ID: 1000184215
Erschienen in Energy Technology
Verlag Wiley-VCH Verlag
Band 13
Heft 10
Seiten Art.-Nr.: 2500074
Vorab online veröffentlicht am 21.06.2025
Nachgewiesen in Web of Science
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