Sensibilizadores de polímero conjugado donante-aceptor de baja brecha de banda para celdas solares sensibilizadas con...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los polímeros conjugados son prometedores para las aplicaciones de células solares.
• Los polímeros donante-aceptante ofrecen propiedades electrónicas sintonizables.
• Los grupos de ácido carboxílico pueden mejorar la adsorción de polímeros en superficies de semiconductores.

Objetivo del estudio:

• Sintetice y caracterice nuevos polímeros conjugados donante-aceptante para las células solares sensibilizadas con colorantes (DSSC).
• Investigar el efecto del peso molecular del polímero en la adsorción y el rendimiento fotovoltaico.
• Optimice la estructura del polímero para mejorar la eficiencia del DSSC.

Principales métodos:

• Síntesis de dos polímeros conjugados donante-aceptante con grupos laterales de ácido carboxílico.
• Caracterización de las propiedades ópticas y electrónicas de los polímeros.
• Fabricación y prueba de DSSCs utilizando polímeros sintetizados como sensibilizantes.
• Análisis de la adsorción del polímero en las superficies de TiO ((2).
• Evaluación de las métricas de rendimiento de DSSC incluyendo IPCE, J(sc), y la eficiencia de conversión de potencia.

Principales resultados:

• Los polímeros exhiben una amplia absorción de luz visible con espacios de banda alrededor de 1.9 eV.
• Los grupos de ácido carboxílico facilitan la adsorción del polímero en el TiO nanoestructurado.
• La adsorción del polímero y la eficiencia del DSSC disminuyen con el aumento del peso molecular.
• El polímero tertiofeno-BTD (3a) con M(n) ~4000 logró la mayor eficiencia (~3%) con un pico IPCE de ~65%.

Conclusiones:

• Los polímeros conjugados donante-aceptante con grupos de ácido carboxílico son sensibilizadores efectivos para las DSSC.
• El peso molecular juega un papel crítico en la adsorción del polímero y el rendimiento del dispositivo.
• Los polímeros de bajo peso molecular conducen a una mejor eficiencia DSSC.