La formación de portadores de carga en las películas de mezcla de politiofeno y fullereno estudiadas por...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La fotofísica es la fotofísica.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.

Sus antecedentes:

• Los politiofenos son materiales clave en la electrónica orgánica.
• Comprender la fotofísica es crucial para optimizar el rendimiento de las células solares orgánicas.
• La interacción entre los politiofenos y los aceptores de fullereno como el PCBM influye en la eficiencia de generación de carga.

Objetivo del estudio:

• Para comparar la fotofísica de varios politiofenos en películas prístinas y cuando se mezclan con PCBM.
• Investigar los factores que influyen en la generación de carga y la dinámica de recombinación.
• Para correlacionar la diferencia de energía libre para la separación de carga con el rendimiento de generación de carga.

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción transitoria para el estudio de estados excitados y polarones.
• Mediciones de apagado de fotoluminiscencia (PL) para evaluar el comportamiento de la excitación.
• Análisis de la dinámica del portador de carga a través del análisis de decaimiento de la ley de potencia.

Principales resultados:

• Los politiofenos amorfos prístinos forman trillizos, mientras que los cristalinos forman polarones.
• La mezcla con PCBM apaga de manera eficiente la fotoluminiscencia del politiofeno (PL) a través de la extinción por excitón.
• Los rendimientos de disociación de carga varían significativamente, correlacionándose con la diferencia de energía libre para la separación de carga (deltaG(CS) rel).

Conclusiones:

• La generación eficiente de carga en mezclas de politiofeno/PCBM requiere un delta G ((CS) rel sustancial, que excede al del apagado de PL.
• El exceso de energía térmica en los pares de polarones puede ser necesario para superar la unión coulombina.
• Esto pone de relieve la importancia de la compensación de nivel LUMO para optimizar la eficiencia de las células solares orgánicas.