Una molécula donante de naftodiotiofeno-diketopirrolopirrol para las células solares eficientes procesadas en...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los fotovoltaicos orgánicos (OPV) ofrecen una alternativa prometedora a las células solares de silicio tradicionales debido a su flexibilidad y bajos costos de fabricación.
• El desarrollo de materiales donantes eficientes y estables es crucial para el avance de la tecnología OPV.
• Los semiconductores orgánicos de pequeñas moléculas son atractivos para los OPV debido a sus estructuras definidas y su potencial de alta movilidad de carga.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar una nueva molécula donante basada en naftó[2,3-b:6,7-b']ditiofeno (NDT).
• Para evaluar el rendimiento de esta molécula basada en TND en la energía fotovoltaica orgánica (OPV).
• Establecer un nuevo punto de referencia para la eficiencia de conversión de potencia (PCE) en OPV de pequeñas moléculas utilizando un aceptor de electrones común.

Principales métodos:

• Síntesis de la molécula donante basada en la TND, la TND (TDPP) (2).
• Fabricación de dispositivos orgánicos fotovoltaicos (OPV) utilizando NDT (TDPP) como el donante y PC (BM) como el aceptador de electrones.
• Caracterización de la molécula sintetizada y los dispositivos OPV fabricados, incluidas las mediciones de absorción óptica, empaque molecular y movilidad de carga.

Principales resultados:

• La molécula NDT (TDPP) exhibe una amplia absorción visible de alta intensidad de oscilador, lo que indica una eficiente recolección de luz.
• Los dispositivos fabricados con NDT ((TDPP) ((2) y PC ((61) BM lograron una eficiencia de conversión de potencia (PCE) de 4.06 ± 0.06%.
• La molécula NDT (TDPP) (2) demostró un empaque molecular ordenado y una movilidad excepcional del agujero, lo que contribuye al alto rendimiento del dispositivo.

Conclusiones:

• La nueva molécula donante basada en TND representa un avance significativo en los materiales OPV de molécula pequeña.
• El PCE logrado del 4,06% es un récord para los OPV que utilizan el aceptador de electrones PC(61) BM.
• Las propiedades ópticas y electrónicas del material, incluida una amplia absorción y una alta movilidad de orificios, son clave para su alto rendimiento en fotovoltaica orgánica.