Polímeros de baja banda de dietienogermolodiotiofeno fundido para celdas solares orgánicas de alto rendimiento sin...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El desarrollo de semiconductores orgánicos eficientes es crucial para el avance de las células solares orgánicas.
• Los sistemas de anillos fundidos de tipo escalera ofrecen propiedades electrónicas únicas para los materiales donantes.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar un nuevo donante de anillo fundido tipo escalera que incorpora germanio.
• Para evaluar el rendimiento de los polímeros derivados de este donante en células solares de heterojunción a granel.

Principales métodos:

• Síntesis del dithienogermolodithiophene monómero.
• Policondensación silenciosa con N-octiltieno pirrolodiona para formar el polímero pDTTG-TPD.
• Fabricación y caracterización de células solares de heterounión a granel utilizando mezclas pDTTG-TPD:PC(71) BM.

Principales resultados:

• Se sintetizó con éxito un nuevo donante de anillo fundido de tipo escalera, el dithienogermolodithiophene.
• El polímero resultante, pDTTG-TPD, exhibió una brecha de banda óptica de 1,75 eV y un alto potencial de ionización.
• Las células solares orgánicas lograron eficiencias de conversión de energía de hasta un 7,2% sin recocido térmico ni aditivos.

Conclusiones:

• El nuevo donante que contiene germanio permite celdas solares orgánicas de alto rendimiento.
• La estructura coplanar y las propiedades electrónicas de pDTTG-TPD son beneficiosas para una eficiente generación y transporte de carga.
• La eliminación del recocido térmico simplifica la fabricación de dispositivos, allanando el camino para la energía fotovoltaica orgánica de bajo costo.