Polarones bimodales y transporte de agujeros en poli- 3-hexiltiofeno: películas de mezcla de fullereno

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El poli ((3-hexiltiofeno) (P3HT) y el [6,6]-fenil-C ((61) - éster metílico del ácido butírico (PCBM) son materiales clave en las células solares orgánicas.
• Comprender la dinámica de recombinación de carga es vital para mejorar la eficiencia de las células solares.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la dinámica de recombinación bimolecular de los polarones en las películas de mezcla P3HT:PCBM.
• Para diferenciar el comportamiento de recombinación de los polarones deslocalizados y localizados.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroscopia de absorción transitoria para estudiar la dinámica de la recombinación en una escala de tiempo de microsegundos.
• El análisis de las bandas de polarones a 700 nm y 1000 nm proporcionó información sobre su comportamiento.

Principales resultados:

• Dos bandas de polarones distintas (700 nm y 1000 nm) mostraron diferentes dinámicas de recombinación.
• La banda de 700 nm (polarones deslocalizados) exhibió una recombinación independiente del tiempo, mientras que la banda de 1000 nm (polarones localizados) mostró una recombinación dependiente del tiempo.
• La energía de activación varió con la densidad del portador, lo que sugiere diferentes mecanismos de captura.

Conclusiones:

• Los polarones deslocalizados de libre movilidad y los polarones localizados en dominios P3HT desordenados contribuyen de manera diferente a la recombinación.
• Los polarones localizados pueden experimentar recombinación libre de trampa bajo condiciones específicas (llenado de trampa).
• Ambos tipos de polarones son esenciales para el transporte eficiente de agujeros en las células solares P3HT:PCBM.