El receptor de ingeniería de halogenación permite una eficiencia del 20,14% en los CSO procesados con hidrócarburos y...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La halogenación es una estrategia clave para mejorar el rendimiento de las células solares orgánicas (OSC).
• Influye en el empaque molecular, los niveles de energía y la dinámica de carga.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y evaluar nuevos aceptores de moléculas pequeñas con núcleo de benzo[a]fenazina (NA5, NA6, NA7).
• Investigar sus propiedades fotovoltaicas en OSCs binarios y terneros procesados con oxileno.
• Comprender el doble papel de la halogenación en el rendimiento de la OSC.

Principales métodos:

• Síntesis de nuevos aceptores de moléculas pequeñas basados en benzo[a]fenazina.
• Fabricación y caracterización de las células solares orgánicas (binarias y ternales).
• Evaluación del rendimiento fotovoltaico bajo iluminación solar simulada.

Principales resultados:

• La halogenación mejoró las interacciones intermoleculares, la movilidad del portador de carga y la disociación del excitón.
• Las eficiencias de los dispositivos binarios aumentaron de ~ 2% (NA5) a más del 17% (NA6, NA7).
• Se logró una eficiencia de conversión de potencia récord del 20,14% en un sistema ternario utilizando NA7, optimizando la morfología y suprimiendo la recombinación.

Conclusiones:

• La halogenación ofrece una doble función, mejorando la separación de cargas y la morfología al tiempo que aumenta potencialmente la recombinación no radiativa.
• Los beneficios de una mayor fuerza motriz y orden morfológico superan los efectos negativos de la pérdida de energía.
• Estos hallazgos proporcionan ideas para el diseño de células solares orgánicas de alto rendimiento y respetuosas con el medio ambiente.