Copolímeros tipo escalera que contienen oligo-p-fenileno con altas tensiones de circuito abierto y actividad...

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:

• El desarrollo de materiales eficientes para las células solares poliméricas (PSC) es crucial para la energía renovable.
• El ajuste de la estructura molecular es clave para optimizar el transporte de carga y la absorción de luz en las PSC.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar nuevos copolímeros donante-aceptante que incorporen unidades de oligo-p-fenileno tipo escalera.
• Para investigar el impacto de estos nuevos copolímeros en el rendimiento de las células solares poliméricas.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de cuatro copolímeros donante-aceptante de oligo-p-fenileno tipo escalera.
• Fabricación y ensayo de células solares poliméricas utilizando estos copolímeros como materiales activos mezclados con derivados de fullereno (PC(61) BM o PC(71) BM).
• Medición de las propiedades fotovoltaicas, incluida la tensión de circuito abierto, la eficiencia de conversión de potencia y la movilidad del efecto de campo.

Principales resultados:

• Los copolímeros sintetizados exhiben bandas de absorción mejoradas y una solubilidad mejorada en comparación con sus contrapartes a base de fluoreno.
• Las movilidades de efecto de campo alcanzaron hasta 0,011 cm2/ (V s).
• Sin una optimización extensa, las células solares lograron una eficiencia de conversión de energía del 3,7% con PC(61) BM y del 4,5% con PC(71) BM, junto con una alta tensión de circuito abierto de 1,06 V.

Conclusiones:

• Los copolímeros donante-aceptor de oligo-p-fenileno tipo escalera son materiales prometedores para las células solares poliméricas de alto rendimiento.
• El nivel HOMO más profundo contribuye a mayores tensiones de circuito abierto, mientras que las brechas de banda sintonizables mejoran la recolección de luz.
• Estos copolímeros ofrecen ventajas en solubilidad y propiedades de absorción sobre los materiales tradicionales a base de fluoreno.