Las cadenas laterales funcionalizadas en los receptores de no fullereno promueven las interacciones electrostáticas...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los aceptores de no fullereno de próxima generación (NFA) son cruciales para el avance de las células solares orgánicas (OSC).
• Los NFA existentes, como el Y6, han impulsado el progreso, pero se necesita una mayor optimización.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y caracterizar una nueva serie de NFA con cadenas laterales terminadas en CF3 de diferentes longitudes de enlace.
• Investigar el impacto de estas cadenas laterales en las interacciones intermoleculares, la estructura cristalina y el rendimiento fotovoltaico.
• Para comparar el rendimiento de estos nuevos NFA con el aceptador Y6 establecido.

Principales métodos:

• Síntesis de AGN con cadenas laterales terminadas en CF3 (n=1, 2, 3).
• Difracción de rayos X monocristalino para el análisis estructural.
• Caracterización completa de la energía fotovoltaica, incluidas las mediciones de eficiencia, factor de llenado y movilidad de carga.
• Comparación con las células solares orgánicas basadas en Y6.

Principales resultados:

• Los NFA con cadenas laterales terminadas en CF3 exhibieron estructuras cristalinas inusuales de malla 2D con fuertes interacciones intermoleculares.
• Estas características estructurales condujeron a una mayor movilidad de la carga y a un mejor rendimiento fotovoltaico.
• Las diferentes longitudes de la cadena lateral con terminación CF3 modulan la recolección de luz, la recombinación de carga y la brecha de banda fotovoltaica.
• El NFA con un enlace CF3-(CH2) 2-CF3 logró una eficiencia de conversión de potencia del 19,08% y un factor de llenado del 80,09%.

Conclusiones:

• Las cadenas laterales con terminación CF3 son efectivas para diseñar NFA de alto rendimiento para células solares orgánicas.
• El NFA basado en CF3-(CH2) -CF3 muestra unas métricas fotovoltaicas superiores y equilibradas.
• Este enfoque ofrece una estrategia prometedora para acelerar el desarrollo de células solares orgánicas de próxima generación.