La aleación conjugada de polímeros y moléculas pequeñas conduce a células solares orgánicas ternales de alta...

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 células solares orgánicas ternales (OSC) ofrecen un potencial para mejorar el rendimiento de la heterounión a granel.
• La complejidad de la separación de fases en sistemas ternales desafía la mejora de la eficiencia de conversión de potencia (PCE).

Objetivo del estudio:

• Para fabricar e investigar un OSC ternario utilizando dos donantes y un aceptador.
• Para explorar la formación de "aleación" entre dos donantes y su impacto en el rendimiento del dispositivo.
• Mejorar el PCE de las células solares orgánicas a través de una estrategia de mezcla ternaria.

Principales métodos:

• Fabricación de una célula solar orgánica ternaria (OSC) compuesta por PTB7-Th (donante de polímeros), p-DTS(FBTTH2)2 (donante de moléculas pequeñas) y PC71BM (aceptor).
• Análisis de la mezcla ternaria, proponiendo una formación de aleación entre los dos donantes.
• Caracterización del rendimiento del dispositivo, incluido el PCE, el factor de llenado (FF), la densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) y el voltaje de circuito abierto (Voc).

Principales resultados:

• Logró un PCE promedio del 10,5% para el ternario OSC.
• Mejoras observadas en FF y Jsc, con Voc no fijado a valores más bajos de mezclas binarias.
• La formación de una estructura de aleación condujo a una orientación cara a cara altamente ordenada de las moléculas de polímeros.

Conclusiones:

• La estructura de aleación formada por dos donantes miscibles facilita una mayor separación de cargas, transporte y reducción de la recombinación.
• La alta cristalinidad y la orientación frontal del polímero se pueden lograr a través de esta estrategia de formación de aleaciones.
• La estrategia de mezcla ternaria utilizando donantes miscibles ofrece una vía viable para mejorar significativamente el OSC PCE.