Aprovechamiento de monocapas de tioalquilado-ciclopentaditiofeno funcionalizadas en NiOx para células solares de...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las células solares de perovskita de estaño (TPSC) son una tecnología fotovoltaica prometedora.
• El desarrollo de materiales de transporte de agujero eficientes (HTM) es crucial para el rendimiento de TPSC.
• Las monocapas autoensambladas (SAM) ofrecen interfaces sintonizables para la optimización de las células solares.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos SAM basados en CDTS como HTM para las TPSC.
• Investigar el impacto de los diferentes grupos de anclaje en el rendimiento de TPSC.
• Comprender las relaciones estructura-propiedad de los SAM de CDTS en sustratos de ITO/NiO.

Principales métodos:

• Síntesis de cuatro SAM basados en CDTS con diferentes grupos de anclaje: CDTS-MN (1), CDTSb-MN (1b), CDTS-CA (2) y CDTS-PA (3).
• Fabricación de TPSC utilizando un proceso de dos pasos con los SAM sintetizados como HTM en un sustrato ITO/NiOx.
• Caracterización de SAMs utilizando difracción de rayos X de un solo cristal.
• Evaluación del rendimiento de los dispositivos TPSC, incluidas las mediciones de la eficiencia de conversión de potencia (PCE).

Principales resultados:

• El TPSC basado en CDTS-MN (1) logró un PCE máximo del 8,41%, superando a otros SAM (1b: 8,03%, 2: 4,54%, 3: 5,15%).
• Las estructuras monocristalinas de CDTS-MN (1) y CDTSb-MN (1b) confirmaron la formación uniforme de una sola capa.
• Los SAM basados en CDTS mejoraron la transferencia de carga y redujeron la recombinación de la interfaz a través de apilamiento π-π e interacciones S-S.

Conclusiones:

• Los SAM basados en CDTS son HTM efectivos para las TPSC de alto rendimiento.
• El CDTS-MN (1) SAM demuestra un potencial significativo para el avance de la tecnología TPSC.
• Este trabajo es pionero en la aplicación de SAM basados en CDTS en células solares, abriendo nuevas vías para la investigación de sensibilizadores orgánicos.