Un nuevo bloque de construcción de lactamo tetraciclico para fotovoltaicos gruesos y de banda ancha

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.

Sus antecedentes:

• Los bloques de construcción más grandes fundidos y que contienen amida mejoran las propiedades semiconductoras del polímero.
• Las propiedades clave incluyen un embalaje de estado sólido mejorado, alta movilidad del portador de carga y separación de carga.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo bloque de construcción de lactamo tetraciclico para semiconductores de polímero.
• Para investigar su rendimiento en células solares orgánicas.

Principales métodos:

• Copolimización del lactamo con tiofeno para crear el polímero PTNT.
• Caracterización utilizando dispersión de rayos X de ángulo ancho de incidencia de pastoreo (GIWAXS).
• Fabricación y pruebas de PTNT: células solares de fullereno.

Principales resultados:

• El PTNT exhibe un amplio espacio de banda (2.2 eV) y una naturaleza semicristalina.
• GIWAXS confirmó un fuerte apilamiento de π cara a cara en películas y mezclas de PTNT.
• Las células solares lograron un alto voltaje de circuito abierto (0,9 V), un factor de llenado (~ 0,6) y una eficiencia de conversión de energía (PCE) de hasta el 5% para capas activas de > 200 nm de espesor.
• Se mantuvieron elevados PCEs (>4%) para capas activas más gruesas (~400 nm).

Conclusiones:

• La unidad de lactamo tetraciclico ofrece un rendimiento superior para polímeros conjugados de banda ancha.
• Estos resultados no tienen precedentes para la energía fotovoltaica orgánica, especialmente en aplicaciones en tándem y mezcla ternaria.
• El nuevo bloque de construcción muestra un potencial significativo para futuros materiales electrónicos orgánicos.