Oligofenilevinileno con puente de carbono tridimensionalmente homoconjugado para células solares de perovskita

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• La estabilización de los estados catiónicos radicales es crucial para el transporte eficiente de cargas en dispositivos electrónicos orgánicos.
• Los oligofenilenovilenos con puente de carbono (COPV) ofrecen una estructura de columna vertebral única para la ingeniería molecular.
• Las capas transportadoras de agujeros (HTL) tienen un impacto significativo en el rendimiento de las células solares de perovskita.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estabilización de los estados catiónicos radicales en las moléculas donantes a través de la homoconjugación tridimensional.
• Evaluar el rendimiento de los materiales basados en COPV como capas transportadoras de agujeros en células solares híbridas de perovskita de plomo orgánico-inorgánico.
• Comparar la eficiencia y la estabilidad de estos nuevos materiales con los parámetros establecidos.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de las columnas vertebrales de oligofenilenovinilo (COPV) con puente de carbono sustituido.
• Oxidación de un electrón de las moléculas de COPV que llevan grupos donantes de electrones para formar cationes radicales.
• Fabricación y ensayo de celdas solares de perovskita que utilizan COPV como capas de transporte de agujeros.

Principales resultados:

• La homoconjugación 3-D deslocaliza efectivamente la carga catiónica sobre la columna vertebral COPV con una energía de reorganización mínima.
• Los compuestos COPV forman cationes radicales estables, produciendo películas amorfas uniformes.
• Las células solares de perovskita que emplean estos COPV exhiben una alta corriente de cortocircuito, factor de llenado y eficiencia de conversión de energía.

Conclusiones:

• Los materiales COPV estudiados demuestran un excelente rendimiento como capas transportadoras de agujeros en células solares de perovskita.
• Su capacidad para formar cationes radicales estables a través de la homoconjugación tridimensional contribuye a la alta eficiencia del dispositivo.
• Estos materiales ofrecen un rendimiento y una estabilidad al aire comparables al spiro-MeOTAD de referencia, lo que indica un potencial significativo.