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Un copolímero plano para las células solares poliméricas de alta eficiencia.

Ruiping Qin1, Weiwei Li, Cuihong Li

  • 1Institute of Chemistry CAS, Beijing 100190, China, Department of Physics, Chemistry and Biology, Linköping University, Sweden.

Journal of the American Chemical Society
|October 1, 2009
PubMed
Resumen

Las células solares poliméricas de alta eficiencia se desarrollaron utilizando un nuevo copolímero alternativo, HXS-1. Este material donante logró una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 5,4% en dispositivos de heterounión a granel.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
  • La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

  • El desarrollo de materiales donantes eficientes es crucial para el avance de la tecnología de celdas solares poliméricas (PSC).
  • Los semiconductores orgánicos ofrecen potencial para la conversión de energía solar de bajo costo, flexible y de gran superficie.

Objetivo del estudio:

  • Diseñar y sintetizar un nuevo copolímero alternativo, HXS-1, para su uso como material donante en células solares poliméricas de alta eficiencia.
  • Para investigar el rendimiento de HXS-1 en las células solares de heterounión a granel (BHJ).

Principales métodos:

  • Síntesis del copolímero alterno poli(2-(5-(5,6-bis(octiloxi)-4-(tiofen-2-il) benzo[c][1,2,5]tiadiazol-7-il) tiofen-2-il)-9-octil-9H-carbazole) (HXS-1) que se encuentra en alternancia.
  • Caracterización del embalaje en estado sólido del polímero mediante difracción de rayos X (XRD).
  • Fabricación y ensayo de células solares BHJ utilizando HXS-1 como material donante emparejado con el aceptor PC71BM, con recubrimiento de espín de una mezcla de disolvente específica.

Principales resultados:

  • El polímero sintetizado, HXS-1, exhibió un empaquetado cercano de cadenas de polímero en estado sólido, como lo confirmó XRD.
  • Las células solares BHJ fabricadas con HXS-1 lograron una densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) de 9.6 mA / cm2, un voltaje de circuito abierto (Voc) de 0.81 V y un factor de llenado (FF) de 0.69.
  • La eficiencia de conversión de potencia (PCE) alcanzó el 5,4% bajo la irradiación estándar AM 1.5 G.

Conclusiones:

  • El nuevo copolímero alternativo HXS-1 es un material donante prometedor para las células solares poliméricas de alta eficiencia.
  • El diseño molecular específico y las condiciones de procesamiento contribuyen al rendimiento observado del dispositivo.
  • Una mayor optimización podría conducir a eficiencias aún más altas en los dispositivos fotovoltaicos orgánicos.