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Updated: Apr 5, 2026
Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer
Published on: January 10, 2017
Celdas solares orgánicas de heterojunción no basadas en receptores de fullereno con una eficiencia superior a 7
Dan Sun1,2, Dong Meng1,2, Yunhao Cai3,4
1Beijing National Laboratory for Molecular Science, Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, P. R. China.
Un nuevo aceptador de dímeros de perileno bisimida (PBI), SdiPBI-S, logró una eficiencia de conversión de energía del 7,16% en células solares orgánicas. Esto pone de relieve los materiales basados en PBI como una vía prometedora para mejorar el rendimiento de las células solares de heterounión masiva sin fullereno.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Productos electrónicos orgánicos
- Las instalaciones fotovoltaicas
Sus antecedentes:
- Las células solares orgánicas (OSC) ofrecen una alternativa de bajo costo a la energía fotovoltaica a base de silicio.
- El desarrollo de materiales aceptores no fullerenos eficientes es crucial para el avance de la tecnología OSC.
- Los derivados de perileno bisimida (PBI) son candidatos prometedores para materiales aceptores debido a sus propiedades electrónicas sintonizables.
Objetivo del estudio:
- Sintetizar y caracterizar un nuevo material aceptor basado en dímeros de perileno bisimida (PBI), el SdiPBI-S.
- Evaluar el rendimiento fotovoltaico de las células solares de heterounión masiva (BHJ) que utilizan SdiPBI-S como aceptor.
- Investigar las relaciones estructura-propiedad que influyen en el rendimiento de las células solares BHJ basadas en PBI.
Principales métodos:
- Síntesis del material del aceptor SdiPBI-S.
- Fabricación de células solares orgánicas BHJ utilizando SdiPBI-S y PDBT-T1.
- Caracterización del rendimiento fotovoltaico, incluida la eficiencia de conversión de potencia (PCE), el voltaje de circuito abierto (Voc), la densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) y el factor de llenado (FF).
- Análisis de la morfología de la película y de las propiedades de transporte de carga.
Principales resultados:
- El material aceptador SdiPBI-S desarrollado habilitó las células solares BHJ con un PCE alto del 7,16%.
- Las celdas solares mostraron excelentes parámetros fotovoltaicos: Voc de 0,90 V, Jsc de 11,98 mA/cm2 y FF de 66,1%.
- Se observó una separación de fase favorable y movilidades de portadores equilibradas en las películas BHJ, lo que contribuyó al alto rendimiento.
Conclusiones:
- El nuevo dimer PBI SdiPBI-S es un material aceptor altamente eficaz para las células solares orgánicas BHJ.
- El ajuste fino de los materiales basados en PBI presenta una estrategia viable para mejorar la eficiencia de las células solares orgánicas BHJ sin fullereno.
- El rendimiento obtenido demuestra el potencial de SdiPBI-S para aplicaciones fotovoltaicas orgánicas de próxima generación.
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