Un receptor de brecha de banda media que incorpora un nuevo bloque de construcción rico en electrones permite una...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• Las instalaciones fotovoltaicas orgánicas (OPV) ofrecen ventajas como la flexibilidad y el bajo coste de fabricación.
• La mejora de las eficiencias de conversión de energía (PCE) es crucial para la comercialización de los OPV.
• Los aceptores no fullerénicos de brecha de banda media (NFAs) mejoran el rendimiento de OPV ternario.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar un nuevo NFA de brecha de banda media utilizando un bloque de construcción moderadamente rico en electrones.
• Evaluar el rendimiento del nuevo NFA tanto en dispositivos OPV binarios como en ternaires.
• Establecer una estrategia de diseño molecular y una ruta sintética para los futuros NFA.

Principales métodos:

• Síntesis de un nuevo NFA de intervalo de banda medio, denotado como X1, utilizando el bloque de construcción 3-octilbenzo[b]tiofeno (3-OBT).
• Fabricación y caracterización de los dispositivos OPV binarios que incorporan X1.
• Fabricación y caracterización de dispositivos OPV ternários con X1 como tercer componente.

Principales resultados:

• El NFA sintetizado (X1) demostró una alta tensión de circuito abierto de 1,03 V en dispositivos OPV binarios.
• La incorporación de X1 en mezclas ternaras aumentó el PCE del 18,5% al 19,7%.
• El bloque de construcción 3-OBT demostró ser eficaz para el diseño de NFA de alto rendimiento.

Conclusiones:

• El NFA (X1) desarrollado es un tercer componente de alto rendimiento para sistemas OPV ternales.
• El bloque de construcción 3-OBT ofrece una estrategia de diseño molecular valiosa para futuras NFA de brecha de banda media.
• La ruta sintética para X1 proporciona orientación práctica para el desarrollo de NFA similares.