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Updated: Jun 1, 2026

Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer
Published on: January 10, 2017
Dithienogermole como donante de electrones fundidos en las células solares de heterounión a granel
Chad M Amb1, Song Chen, Kenneth R Graham
1The George and Josephine Butler Polymer Research Laboratory, Department of Chemistry, Center for Macromolecular Science and Engineering, University of Florida, Box 117200, Gainesville, Florida 32611, USA.
Los investigadores desarrollaron un nuevo polímero que contiene dithienogermole (DTG) para las células solares. Este polímero logró mayores eficiencias de conversión de potencia (7,3%) que su contraparte de DTS (6,6%) debido a la mejora de la corriente y el factor de llenado.
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 polímeros conjugados son materiales clave para las células solares orgánicas.
- Dithienosilole (DTS) es un heterociclo común en polímeros de alto rendimiento.
- La exploración de nuevos heterociclos puede conducir a propiedades fotovoltaicas mejoradas.
Objetivo del estudio:
- Para sintetizar y caracterizar el primer polímero conjugado que contiene dithienogermole (DTG).
- Para evaluar el rendimiento fotovoltaico de heterounión a granel del nuevo polímero DTG.
- Para comparar el rendimiento de las células solares basadas en DTG con células análogas basadas en DTS.
Principales métodos:
- Se utilizó la policondensación silenciosa para sintetizar el copolímero alternativo a partir de un derivado distanil-DTG y 1,3-dibromo-N-octil-tienopirrolodiona (TPD).
- El polímero resultante (polyDTG-TPD) fue mezclado con PC(70) BM para su uso en celdas solares de heterounión a granel invertida.
- Se midió y comparó el rendimiento fotovoltaico, incluida la eficiencia de conversión de potencia, la corriente de cortocircuito, el voltaje de circuito abierto y el factor de llenado.
Principales resultados:
- El copolímero sintetizado que contiene DTG absorbe la luz hasta 735 nm.
- El polímero DTG exhibió un mayor nivel de órbita molecular ocupada más alta (HOMO) en comparación con el polímero análogo DTS.
- Las células solares invertidas fabricadas con mezclas polyDTG-TPD:PC(70) BM lograron una eficiencia promedio de conversión de energía del 7,3%, superando a las células basadas en DTS (6,6%).
- La mayor eficiencia se atribuyó a una mayor corriente de cortocircuito y factor de llenado, a pesar de un voltaje de circuito abierto ligeramente más bajo.
Conclusiones:
- Dithienogermole (DTG) es un nuevo y prometedor bloque de construcción para polímeros conjugados de alto rendimiento en la energía fotovoltaica orgánica.
- Los polímeros basados en DTG ofrecen una alternativa viable a los polímeros basados en DTS, lo que demuestra una mayor eficiencia de conversión de energía en las células solares de heterojunción a granel.
- Una mayor investigación sobre la química de DTG podría conducir a dispositivos de células solares orgánicas aún más eficientes y estables.
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