Polímeros conjugados fluorados a base de benzotiadiazol para celdas solares poliméricas de alto rendimiento sin...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
• Energía renovable Energía renovable.

Sus antecedentes:

• Las células solares poliméricas (PSC) son prometedoras para la energía limpia debido a sus ventajas.
• El desarrollo de PSCs eficientes y estables es crucial para la adopción generalizada.
• Los copolímeros fluorados a base de benzotiadiazol se exploran para mejorar el rendimiento fotovoltaico.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar nuevos copolímeros conjugados a base de benzotiadiazol fluorado.
• Para evaluar el rendimiento fotovoltaico de estos nuevos polímeros en dispositivos de células solares.
• Para lograr altas eficiencias de conversión de potencia (PCE) en células solares poliméricas sin aditivos ni postratamientos.

Principales métodos:

• Síntesis de tres nuevos copolímeros conjugados: PBDT (P1), PBDT (P2) y PBDT (P3).
• Fabricación de dispositivos de celdas solares de polímero de unión única utilizando estos copolímeros como capas activas (peso de ~ 100 nm).
• Caracterización del rendimiento bajo iluminación AM 1.5G, incluidas las mediciones de eficiencia de conversión de potencia (PCE).

Principales resultados:

• Se lograron PCE de 4,46%, 6,20% y 8,30% para los dispositivos basados en P1, P2 y P3, respectivamente.
• El polímero P3 logró un récord de 8.30% de PCE para PSC de unión única fabricados sin aditivos ni postratamientos.
• P3 demostró altos PCE de 7.27% y 6.56% con capas activas más gruesas (~ 200 nm y ~ 300 nm).

Conclusiones:

• Los copoliméricos sintetizados de benzotiadiazol fluorado exhiben excelentes propiedades fotoeléctricas.
• El polímero P3 es un material alternativo muy prometedor para las células solares poliméricas de alto rendimiento.
• Arquitecturas de fabricación sencillas sin aditivos pueden producir PSC de alta eficiencia.