Sistemas híbridos de trifenilamina-tienileno-vinileno con transferencia interna de carga como materiales donantes...

Área de la Ciencia:

• La electrónica orgánica es la electrónica orgánica.
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

• Las moléculas en forma de estrella basadas en trifenilamina se investigan para aplicaciones de células solares orgánicas.
• Las ramas conjugadas y los grupos de retirada de electrones son características estructurales clave para afinar las propiedades electrónicas.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar nuevas moléculas en forma de estrella con propiedades electrónicas sintonizables.
• Evaluar el rendimiento de estas moléculas como materiales donantes en células solares de heterojunción a granel y de dos capas.

Principales métodos:

• Síntesis de moléculas en forma de estrella con núcleo de trifenilamina, ramificaciones de tienilenvinileno y aceptores de electrones de indanediona/dicyanovinil.
• Espectroscopia de absorción UV-vis y de emisión de fluorescencia para estudiar las propiedades ópticas.
• Voltametría cíclica para determinar las propiedades electroquímicas.
• Fabricación y prueba de prototipos de células solares orgánicas utilizando derivados del fullereno C60 como aceptores.

Principales resultados:

• La introducción de grupos de aceptores de electrones indujo la transferencia de carga intramolecular, la absorción del desplazamiento al rojo y el apagado de la fotoluminiscencia.
• Todos los compuestos sintetizados exhibieron oxidación reversible, con un potencial que aumentaba con el contenido del grupo de retirada de electrones.
• Las células solares orgánicas mostraron una fotorrespuesta extendida, una mayor eficiencia cuántica externa y una mayor tensión de circuito abierto.
• Las eficiencias de conversión de energía alcanzaron aproximadamente el 1,20% bajo la irradiación solar simulada AM 1.5.

Conclusiones:

• La funcionalización del receptor de electrones de moléculas donantes en forma de estrella es una estrategia efectiva para mejorar el rendimiento de las células solares orgánicas.
• Los efectos sinérgicos observados conducen a una mejor recolección de luz y generación de carga.
• Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de materiales fotovoltaicos orgánicos eficientes.