Celdas solares de polímero de alta eficiencia (15,8%) habilitadas por un receptor de polímero de banda estrecha...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de todo polímero (PSC) se enfrentan a desafíos con baja densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) y pérdidas de energía significativas.
• El desarrollo de nuevos aceptores de polímeros es crucial para avanzar en el rendimiento de todas las PSC.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar una nueva clase de aceptores de polímero de banda estrecha para todas las PSC.
• Para hacer frente a las limitaciones en Jsc y la pérdida de energía en las tecnologías existentes de todo PSC.

Principales métodos:

• Incorporación de un segmento de anillo fundido con núcleo de benzotriazol (BTz) en los aceptores de polímeros (serie PZT).
• Síntesis de un derivado de PZT (PZT-γ) regional para mejorar la especificidad de la región.
• Fabricación y caracterización de todas las PSC utilizando los materiales PZT desarrollados.

Principales resultados:

• Los derivados de PZT mostraron una absorción óptica desplazada hacia el rojo y niveles de energía desplazados hacia arriba en comparación con los polímeros que contienen BT.
• Regioregular PZT-γ permitió una mejor ordenación de la columna vertebral y la morfología de la mezcla.
• Los PSC basados en PZT-γ lograron una eficiencia de conversión de potencia récord del 15,8%, con una mejora de Jsc (24,7 mA/cm2) y una baja pérdida de energía (0,51 eV).

Conclusiones:

• La nueva serie PZT basada en el núcleo BTz, en particular el PZT-γ regional, mejora significativamente el rendimiento de todas las PSC.
• Estos hallazgos ofrecen una vía prometedora para el desarrollo de células solares de alto rendimiento de todos los polímeros.