Receptor de no fullereno extendido para el empaque molecular comprimido en células solares orgánicas para lograr una...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los fotovoltaicos orgánicos (OPV) se enfrentan a un desafío que equilibra el transporte eficiente de carga con la minimización de la recombinación no radiativa.
• El apagado de luminancia inducido por la agregación en semiconductores orgánicos dificulta el rendimiento de OPV.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo aceptor de no fullereno extendido π (NFA), B6Cl, para superar las limitaciones de rendimiento en los VOP.
• Investigar el efecto del B6Cl en el empaque molecular y la morfología de los receptores del huésped.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis del aceptor de no fullereno extendido π B6Cl.
• Incorporación de pequeñas cantidades de B6Cl en los sistemas OPV (PM6:L8-BO y D18:L8-BO).
• Mediciones de dispersión de rayos X de alta energía para analizar el empaque molecular y la morfología.

Principales resultados:

• La adición de B6Cl (0,5-1 por ciento en peso) comprime el empaque molecular de L8-BO, acortando la distancia de apilamiento π-π a 3,50 Å.
• Se observó un empaquetado ordenado de la cadena de alquilo, suprimiendo la pérdida de energía no radiativa.
• Se lograron mejoras simultáneas en la corriente de cortocircuito (JSC), el factor de llenado (FF) y el voltaje de circuito abierto (VOC).

Conclusiones:

• B6Cl optimiza efectivamente la morfología en los OPV, lo que conduce a un mayor transporte de carga y una reducción de la recombinación.
• Las eficiencias máximas de conversión de potencia (PCE) para PM6:L8-BO y D18:L8-BO aumentaron a 19,8% y 20,2%, respectivamente.
• El B6Cl demuestra una amplia aplicabilidad para mejorar el rendimiento de varios dispositivos fotovoltaicos orgánicos de polímeros:NFA.