Generación de carga fotoinducida en un material de heterojunción molecular masiva

Área de la Ciencia:

• La electrónica orgánica es la electrónica orgánica.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• La espectroscopia es una técnica de espectroscopia.

Sus antecedentes:

• Comprender la generación de carga es crucial para mejorar la eficiencia de los dispositivos orgánicos fotovoltaicos (OPV).
• A pesar de una extensa investigación, todavía se está desarrollando un modelo completo para la generación de carga y la recombinación en los OPV.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la fotogeneración de carga ultrarrápida y la dinámica de recombinación en mezclas orgánicas fotovoltaicas de alto rendimiento de heterounión masiva (BHJ).
• Para comparar estas dinámicas en BHJ molecular procesado en solución y en materiales BHJ basados en polímeros.

Principales métodos:

• Espectroscopia de absorción transitoria ultrarrápida.
• Las mediciones de la anisotropía de polarización.
• Estudio de películas puras de BHJ molecular procesado en solución.

Principales resultados:

• La mayoría de los portadores de carga generados en <100 fs tanto en BHJs moleculares como en BHJs poliméricos.
• La deslocalización del estado excitado se identifica como el mecanismo para la transferencia de carga ultrarrápida.
• Difusión del excitón a las heteroconexiones observada entre 1-500 ps.
• Las películas moleculares puras muestran una rápida producción de carga deslocalizada (t < 100 fs) dominada por excitones moleculares.

Conclusiones:

• La generación de carga ultrarrápida (<100 fs) es una característica clave en los BHJ orgánicos de alto rendimiento, impulsada por la deslocalización del estado excitado.
• La difusión del excitón juega un papel en escalas de tiempo más largas.
• Los hallazgos proporcionan ideas para diseñar materiales fotovoltaicos orgánicos más eficientes.