Predicción de las morfologías del polímero procesado en solución: mezclas de fullereno.

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las películas delgadas de polímero:fullereno son clave para las células fotovoltaicas orgánicas.
• El control de la morfología durante el secado de la película es crucial para el rendimiento del dispositivo, pero se entiende mal.
• Predecir las condiciones óptimas de procesamiento para dispositivos de alto rendimiento sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo predictivo para la formación de la morfología en polímeros: mezclas de fullereno.
• Para comprender la influencia de los procesos de secado en la nanoestructura de la mezcla.
• Para correlacionar la morfología con el rendimiento del dispositivo fotovoltaico.

Principales métodos:

• Estudio experimental de las mezclas de polímero:fullereno (PDPP5T:[70]PCBM) fundidas a partir de cloroformo.
• Desarrollo de un modelo termodinámico basado en la energía libre de Flory-Huggins y las interacciones interfaciales.
• Análisis de la desmixado líquido-líquido spinodal durante el secado de la película.

Principales resultados:

• La desmezcla de líquido-líquido espinodal durante el secado impulsa las morfologías de mezcla observadas.
• El modelo predice el aumento del tamaño de la característica con el tiempo de secado.
• El modelo predice una disminución de la concentración de fullereno en la matriz del polímero con el aumento del tiempo de secado.

Conclusiones:

• El modelo desarrollado predice con precisión la evolución de la morfología durante el secado de la película.
• Comprender la desmixado inducida por secado es fundamental para optimizar el rendimiento fotovoltaico.
• Este trabajo representa un paso fundamental hacia el modelado predictivo de la morfología en la electrónica orgánica.