Generación y transporte de portadores de carga en diferentes estequiometrías APFO3:PC61BM Células solares

Área de la Ciencia:

• La energía fotovoltaica orgánica es orgánica.
• Física de los dispositivos de semiconductores Física de los dispositivos de semiconductores
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Comprender la dinámica del portador de carga es fundamental para optimizar el rendimiento de las células solares orgánicas.
• La estequiometría de las mezclas de donante-aceptante tiene un impacto significativo en la eficiencia del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Para investigar las dinámicas de deriva y extracción de portadores en las células solares APFO3:PC61BM con estequiometría variable.
• Para correlacionar la dinámica de la portadora con la eficiencia de conversión de las células solares.

Principales métodos:

• Utilizó técnicas ultrarrápidas de sondeo de campo eléctrico óptico y transientes de fotocorriente integrada.
• Se estudiaron células solares APFO3:PC61BM con estequiometrías de 2:1, 1:1, y 1:4.
• Se analizó la dinámica del portador en un rango de tiempo desde subpicosegundos hasta microsegundos.

Principales resultados:

• La deriva y la extracción de las naves portadoras dependen en gran medida de la estequiometría.
• La deriva de electrones y la velocidad de extracción aumentan con una mayor concentración de PC61BM.
• La extracción de agujeros depende menos de la estequiometría en comparación con la extracción de electrones.

Conclusiones:

• El movimiento rápido de los electrones es esencial para una separación eficiente de los portadores de carga y para evitar la recombinación de geminato.
• La optimización de la estequiometría es clave para mejorar la extracción de electrones y la eficiencia general de las células solares.