Alta tensión de circuito abierto en la región de las celdas solares de polímero de banda estrecha regular

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 polímeros conjugados son cruciales para las células solares orgánicas.
• Los polímeros de banda estrecha son esenciales para una absorción eficiente de la luz.
• El orden molecular tiene un impacto significativo en el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar y sintetizar un polímero conjugado de banda estrecha (PIPCP).
• Investigar el efecto del orden molecular en el rendimiento de las células solares orgánicas.
• Para evaluar las propiedades fotovoltaicas de PIPCP en dispositivos de heterounión a granel.

Principales métodos:

• Síntesis del PIPCP y su contraparte regional aleatoria (PIPC-RA).
• Fabricación de células solares orgánicas de heterounión a granel (BHJ) utilizando mezclas PIPCP:PC61BM.
• Caracterización de películas delgadas mediante espectroscopia de absorción y difracción de rayos X de gran angular de incidencia de pastoreo (GIWAXS).
• Evaluación del rendimiento del dispositivo, incluida la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y el voltaje de circuito abierto (Voc).

Principales resultados:

• PIPCP exhibe un espacio de banda estrecha (por ejemplo, ~1.5 eV) y una estructura molecular altamente ordenada.
• Regioregular PIPCP produce mayores PCEs en comparación con su contraparte regiorandom.
• Las películas delgadas de PIPCP muestran un orden molecular mejorado.
• Los dispositivos PIPCP:PC61BM logran una PCE de ~6% con una alta tensión de circuito abierto (Voc) de 0.86 V.

Conclusiones:

• La estructura regiorregular de PIPCP mejora el orden molecular en películas delgadas.
• Este orden mejorado conduce a mayores eficiencias de conversión de energía en las células solares orgánicas.
• PIPCP demuestra una alta tensión de circuito abierto prometedora para polímeros de banda estrecha, lo que indica una pérdida de energía mínima.