Síntesis de un polímero de baja brecha de banda y su aplicación en células solares poliméricas de alta eficiencia

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de polímero (PSC) ofrecen una alternativa prometedora a la fotovoltaica tradicional basada en silicio debido a su flexibilidad y potencial de fabricación de bajo costo.
• El ajuste de los niveles de energía de los polímeros donantes es crucial para optimizar la separación de cargas y la eficiencia general del dispositivo en las PSC.
• La familia de polímeros PBDTTT ha demostrado potencial, pero se necesitan más modificaciones para mejorar su rendimiento fotovoltaico.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la sustitución de un grupo éster por un grupo cetona en polímeros basados en PBDTTT en sus niveles de energía del Orbital Molecular Ocupado Más Alto (HOMO).
• Para evaluar el rendimiento fotovoltaico del polímero modificado basado en PBDTTT en dispositivos de células solares orgánicas.
• Evaluar el potencial del nuevo polímero para la fabricación a gran escala de células solares de polímero.

Principales métodos:

• Síntesis de un nuevo polímero basado en PBDTTT (PBDTTT-C) mediante la incorporación de un grupo cetónico.
• Fabricación de dispositivos de células solares de polímero utilizando el material PBDTTT-C sintetizado.
• Caracterización del rendimiento fotovoltaico, incluida la eficiencia de conversión de potencia (PCE), de los dispositivos fabricados.

Principales resultados:

• Reducción exitosa del nivel de energía HOMO del polímero basado en PBDTTT mediante la introducción de un grupo cetónico.
• Se logró una eficiencia promedio de conversión de potencia (PCE) del 6,3% para los dispositivos basados en PBDTTT-C.
• Registró un PCE campeón de 6.58%, lo que demuestra un alto rendimiento fotovoltaico.

Conclusiones:

• La introducción de un grupo cetónico sintoniza efectivamente las propiedades electrónicas de los polímeros basados en PBDTTT.
• PBDTTT-C exhibe un rendimiento fotovoltaico altamente eficiente, lo que lo convierte en un material competitivo para las células solares orgánicas.
• El enfoque de síntesis factible y el fuerte rendimiento indican el potencial de PBDTTT-C para la fabricación a gran escala de células solares poliméricas.