La isomerización de la cadena lateral en un semiconductor orgánico de tipo n hace que las células solares poliméricas...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los semiconductores orgánicos de tipo n (n-OS) con baja brecha de banda como el ITIC son cruciales para las células solares de polímero no fullereno (PSC).
• La optimización de la estructura molecular es clave para mejorar el rendimiento fotovoltaico y la estabilidad del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la isomerización de la cadena lateral en la estructura molecular y las propiedades fotovoltaicas de ITIC.
• Mejorar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la estabilidad del dispositivo de las PSC de no fullereno.

Principales métodos:

• Se sintetizó m-ITIC mediante la isomerización de la cadena lateral de ITIC con sustitución meta-alquilo-fenila.
• Fabricados PSC no fullerenos utilizando m-ITIC como aceptor y J61 como donante.
• Absorción de película caracterizada, coherencia cristalina, movilidad de electrones y rendimiento del dispositivo.

Principales resultados:

• m-ITIC exhibió una mayor absorción por película, una mayor coherencia cristalina y una mayor movilidad de electrones en comparación con ITIC.
• Logró un PCE del 11,77% con m-ITIC, superando significativamente el 10,57% de ITIC.
• Los dispositivos basados en m-ITIC mostraron un rendimiento dependiente del espesor reducido, beneficioso para la fabricación de grandes áreas.

Conclusiones:

• La isomerización de la cadena lateral es una estrategia eficaz para mejorar el rendimiento de los aceptores n-OS en las PSC.
• m-ITIC es un material aceptor prometedor para PSC no fullerenos de alta eficiencia y estabilidad.
• Este enfoque ofrece una ruta simple para el desarrollo de materiales avanzados para la conversión eficiente de energía solar.