Hacia polímeros prácticos útiles para celdas solares de alta eficiencia a través de un enfoque de copolímero...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares orgánicas requieren materiales semiconductores eficientes para mejorar el rendimiento.
• El desarrollo de nuevos copolímeros con propiedades electrónicas adaptadas es crucial para el avance de la tecnología OSC.

Objetivo del estudio:

• Explorar la copolimerización aleatoria como una estrategia para sintetizar copolimeros semiconductores de alto rendimiento.
• Investigar el impacto de la composición monomérica en las propiedades y la eficiencia de las células solares orgánicas.

Principales métodos:

• Síntesis de copolimeros semiconductores a través de la copolimerización aleatoria de monómeros basados en el benzo [1,2-b:4,5-b] ditiofeno y el 5,6-difluorobenzo [2,1,3] tiadiazol.
• Caracterización de las propiedades y el rendimiento del copolímero en los dispositivos de células solares orgánicas.
• Fabricación de capas activas con solventes convencionales y no halogenados.

Principales resultados:

• Los copolímeros aleatorios lograron eficiencias de conversión de potencia (PCE) de aproximadamente el 8,0%.
• Los copolímeros sintetizados exhibieron PCEs más altos en comparación con sus polímeros parentales binarios.
• Se observó una mínima variación entre lotes en diferentes composiciones de copolímero.
• Se mantuvieron altos niveles de PCE incluso cuando las capas activas se procesaron a partir de disolventes no halogenados a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• La copolimización aleatoria de monómeros ricos en electrones y deficientes en electrones es una estrategia exitosa para crear materiales semiconductores de alto rendimiento.
• Los copolímeros desarrollados ofrecen una vía prometedora hacia la fabricación eficiente y escalable de células solares orgánicas.
• El procesamiento a partir de disolventes no halogenados a temperatura ambiente demuestra el potencial de una fabricación respetuosa con el medio ambiente y rentable.