Separación de carga de un estado intermedio intra-moiety en la mezcla fotovoltaica orgánica PM6:Y6 de alto...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los fotovoltaicos orgánicos de heterounión a granel (BHOPV) con aceptores de no fullereno (NFAs) logran altas eficiencias de conversión de energía (>17%).
• La transferencia eficiente de agujeros es crucial para el rendimiento de BHOPV, pero los mecanismos subyacentes en las mezclas de polímeros / NFA siguen sin estar claros.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar el mecanismo de transferencia de agujeros en las mezclas de polímero/Y6.
• Identificar las especies intermedias responsables de la generación de la fotocarga.

Principales métodos:

• Se empleó la espectroscopia de absorción transitoria de banda ancha (TA).
• Se realizó un análisis comparativo de Y6 en estado de solución y película.

Principales resultados:

• Un estado excimer intra-moiety se forma ultra rápido (~ 0,2 ps) en las películas Y6, actuando como un intermediario de transferencia de agujeros.
• Este estado intra-moiety se disocia en polarones libres dentro de ~ 15 ps en mezclas PM6 / Y6.
• El intermedio intra-moiety identificado difiere del estado de transferencia de carga interfacial comúnmente aceptado para la transferencia de electrones.

Conclusiones:

• La transferencia de agujeros en las mezclas PM6/Y6 está mediada por un estado excitado intra-moiety, no por un estado interfacial.
• Comprender y manipular los estados excitados intra-moiety versus interfacial puede optimizar el rendimiento fotovoltaico orgánico.