Indanonas de fullereno evaporables con morfología amorfa controlada como capas de transporte de electrones para...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los fullerenos son materiales transportadores de electrones (ETM) clave en las células solares de perovskita invertida (IPSC).
• El Pristine C60 es ampliamente utilizado debido a la deposición térmica uniforme, pero los derivados funcionalizados carecen de esta evaporabilidad.
• El desarrollo de derivados funcionalizados de fullereno térmicamente estables es crucial para el avance de la tecnología IPSC.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos derivados de fullereno térmicamente evaporables (FIDO) para su uso como capas de transporte de electrones (ETL) en IPSC.
• Investigar las relaciones estructura-propiedad de los FIDO, centrándose en la estabilidad térmica y el control de la morfología de la película.
• Evaluar el rendimiento y la estabilidad de los IPSC que utilizan FIDOs como ETL.

Principales métodos:

• Síntesis de indanonas de fullereno (FIDOs) con una arquitectura molecular única.
• Deposición térmica de los FIDO como ETL en las IPSC.
• Caracterización de la morfología de la película FIDO (cristalina a amorfa) mediante la manipulación de grupos funcionales.
• Pruebas de rendimiento del dispositivo (tensión de circuito abierto, factor de llenado, eficiencia de conversión de potencia) y evaluaciones de la estabilidad del almacenamiento a largo plazo.

Principales resultados:

• Los FIDO demostraron una estabilidad térmica excepcional, lo que permitió una deposición térmica exitosa.
• El control de la morfología de la película (amorfa) se logró ajustando el volumen estérico.
• Los IPSC con FIDO ETL exhibieron un voltaje de circuito abierto más alto (1.16 V) y un factor de llenado (0.77) en comparación con C60.
• Se logró una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 22,11%, superando el PCE del 20,45% del dispositivo de referencia.
• Los IPSC basados en FIDO mostraron una estabilidad de almacenamiento a largo plazo significativamente mejorada.

Conclusiones:

• Las indanonas de fullereno (FIDOs) son ETL efectivos y térmicamente estables para las IPSC.
• Los FIDO mejoran el rendimiento del dispositivo mediante niveles de energía adecuados y efectos de doble pasivación.
• La naturaleza amorfa de las películas FIDO contribuye a la estabilidad superior de las IPSC resultantes.