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Updated: May 10, 2026

Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

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Published on: January 10, 2017

Copolimeros de naftodiotiofeno-naftobistiadiazol para células solares: la alquilación hace que la columna vertebral

Itaru Osaka¹, Takeshi Kakara, Noriko Takemura

¹Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Hiroshima University, 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima 739-8527, Japan. itaru.osaka@riken.jp

Journal of the American Chemical Society

|June 7, 2013

Resumen

La funcionalización de los copolímeros de naftodiotiofeno con cadenas de alquilo mejora la solubilidad y promueve una orientación cara a cara. Esto conduce a un mejor transporte de carga y eficiencias de conversión de alta potencia de hasta el 8,2% en las células solares.

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:

Los copolímeros basados en naftodiotiofeno (NDT) y naftobistiadiazol (NBT) son materiales prometedores para las células solares orgánicas.
Lograr un alto rendimiento requiere optimizar la solubilidad, la estructura electrónica y la morfología de la película delgada.
El control de la orientación del polímero es crucial para el transporte eficiente de la carga.

Objetivo del estudio:

Investigar el efecto de la funcionalización racional en los copolímeros NDT-NBT.
Para mejorar la solubilidad y mantener las propiedades electrónicas.
Mejorar el transporte de carga y la eficiencia de conversión de energía en las células solares orgánicas.

Principales métodos:

Síntesis de copolímeros NDT-NBT con diferentes longitudes de cadena de alquilo.
Pruebas de solubilidad y caracterización.
Absorción UV-Vis y voltametría cíclica para el análisis de la estructura electrónica.
Difracción de rayos X (XRD) para determinar la orientación del polímero.
Fabricación y ensayo de células solares orgánicas de una sola unión.

Principales resultados:

La funcionalización racional del núcleo NDT mejoró la solubilidad del copolímero sin alterar la estructura electrónica.
La introducción de cadenas de alquilo lineales indujo un cambio significativo hacia una orientación de polímero cara a cara.
Esta orientación cara a cara facilitó el transporte de carga mejorado.
Los polímeros optimizados lograron altas eficiencias de conversión de potencia (PCE) de hasta ~8.2% en las células solares convencionales de unión única.

Conclusiones:

La funcionalización de la cadena de alquilo es una estrategia efectiva para mejorar la solubilidad y controlar la morfología en los copolímeros NDT-NBT.
La orientación cara a cara lograda es beneficiosa para el transporte de carga en las células solares orgánicas.
Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de materiales fotovoltaicos orgánicos de alto rendimiento.

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