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Ternary Organic Blend Approaches for High Photovoltaic Performance in Versatile Applications

机译：在多功能应用中具有高光伏性能的三元有机共混方法

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Ternary blend approaches are demonstrated as a universal means to improve overall performance of organic photovoltaics (OPVs) in both indoor and outdoor conditions. A comparative study on two donors:one acceptor (2D:1A) and one donor:two acceptors (1D:2A) ternary blends shows that both approaches are universally effective for indoor and outdoor operation; the 1D:2A devices incorporating a nonfullerene acceptor (NFA) benefit from less charge recombination and higher power conversion efficiencies (PCEs) for various irradiation conditions, while the performance of the 2D:1A blends depends on the emission spectrum of the incident light source. The synergistic merits of NFAs and ternary structure in the 1D:2A ternary OPVs secure better performance and generality regardless of the incident lighting. A combination of experimental and theoretical analyses unveils that NFAs optimize packing and arrangement of molecules to build efficient cascade ternary junctions in the 1D:2A blends, which can be important design guidelines for the third component in ternary OPVs. The optimized 1D:2A ternary OPV exhibits a new record PCE of 25.6% under a 200 lux light-emitting diode (LED) and 26.4% under a 1000 lux LED, and superior durability under industrial relevant thermal stress, suggesting new opportunities in diverse practical applications challenging the currently dominant PV technologies.
机译：三元混合方法已被证明是改善室内和室外条件下有机光伏（OPV）总体性能的通用手段。对两个供体：一个受体（2D：1A）和一个供体：两个受体（1D：2A）三元混合物的比较研究表明，这两种方法对于室内和室外操作都是普遍有效的。包含非富勒烯受体（NFA）的1D：2A器件在各种辐照条件下得益于更少的电荷重组和更高的功率转换效率（PCE），而2D：1A共混物的性能取决于入射光源的发射光谱。 NFA和1D：2A三元OPV中的三元结构的协同优势可确保更好的性能和通用性，无论入射光如何。实验和理论分析的结合揭示了NFA可以优化分子的堆积和排列，以在1D：2A共混物中建立有效的级联三元连接，这对于三元OPV中的第三种成分可能是重要的设计准则。经过优化的1D：2A三元OPV在200 lux发光二极管（LED）下具有25.6％的新记录PCE，在1000 lux LED下具有26.4％的新记录，在工业相关的热应力下具有优越的耐久性，这为各种实际应用提供了新的机遇挑战当前占主导地位的光伏技术的应用。

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