Dopaje de CO2 de las capas intermedias orgánicas para las células solares de perovskita

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los semiconductores orgánicos dopados, en particular el spiro-OMeTAD, son capas intermedias de extracción de carga cruciales en las células solares de perovskita.
• Las propiedades eléctricas de spiro-OMeTAD tienen un impacto significativo en la eficiencia de las células solares.
• Los métodos de dopaje actuales para el spiro-OMeTAD son lentos, dependen del aire y dificultan la comercialización.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de dopaje rápido, reproducible y eficiente para el spiro-OMeTAD.
• Mejorar la conductividad del spiro-OMeTAD para mejorar el rendimiento de las células solares de perovskita.
• Investigar el uso del CO2 como dopaje de tipo p en semiconductores orgánicos.

Principales métodos:

• Un nuevo proceso de dopaje que implica hacer burbujear una solución de spiro-OMeTAD:LiTFSI con CO2 bajo luz UV.
• Utilizando el spiro-OMeTAD fotoexcitado para facilitar la transferencia de electrones al CO2.
• Caracterización de la conductividad eléctrica de las películas spiro-OMeTAD tratadas con CO2.

Principales resultados:

• La capa intermedia de spiro-OMeTAD tratada con CO2 mostró una conductividad aproximadamente 100 veces mayor que las películas prístinas.
• Se obtuvieron células solares de perovskita estables y de alta eficiencia sin postratamientos.
• El método también demostró eficacia en el dopaje de polímeros conjugados con π.

Conclusiones:

• El método de dopaje UV basado en CO2 ofrece una forma rápida y eficaz de mejorar la conductividad de spiro-OMeTAD.
• Esta técnica supera las limitaciones del dopaje convencional, allanando el camino para las células solares de perovskita comerciales.
• El método desarrollado es versátil y aplicable a otros semiconductores orgánicos conjugados con π.