Polímeros conjugados de "doble cable" con columna vertebral lineal hacia altas eficiencias cuánticas en células...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de polímero de un solo componente ofrecen una arquitectura de dispositivo simplificada.
• El logro de un alto rendimiento requiere una generación y un transporte de carga eficientes.
• El control a nanoescala sobre la morfología donante-aceptor es crucial.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos polímeros conjugados de "doble cable" para celdas solares de un solo componente.
• Investigar el impacto de la separación de nanofasas optimizada en el rendimiento del dispositivo.
• Explorar la relación entre la estructura del polímero y las propiedades de transporte de carga.

Principales métodos:

• Síntesis de polímeros conjugados de "doble cable" que incorporan unidades de poli (benzoditiofeno) (BDT) y perileno bisimida (PBI).
• Niveles de energía de afinación y cristalinidad utilizando sustituyentes de azufre y flúor.
• Fabricación y caracterización de las células solares orgánicas de un solo componente.

Principales resultados:

• Se han logrado altas eficiencias cuánticas internas de hasta el 80% debido a la separación en nanofase optimizada.
• Eficiencias de conversión de energía demostradas de hasta el 4,18% en células solares orgánicas de un solo componente.
• Se observó una orientación "cara a cara" favorable para el transporte de cargas entre cadenas.

Conclusiones:

• El diseño de "doble cable" crea efectivamente la separación de nanofase entre las unidades de donante y aceptor.
• La separación de nanofase optimizada mejora la disociación del excitón y el transporte de carga.
• Esta estrategia de diseño es muy prometedora para las células solares orgánicas de un solo componente de alto rendimiento.