Celdas solares orgánicas extensibles de alto rendimiento habilitadas por aditivos cíclicos de nanocorrea

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Productos electrónicos orgánicos
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las células solares orgánicas ofrecen soluciones energéticas flexibles y ligeras.
• La mejora de la durabilidad mecánica de las OSC es crucial para las aplicaciones prácticas.
• Los OSC actuales a menudo sufren una degradación del rendimiento bajo estrés mecánico.

Objetivo del estudio:

• Para mejorar la extensibilidad de las células solares orgánicas (OSC) utilizando nanorredes cíclicos de carbono conjugados (CPP).
• Investigar el impacto de los aditivos [6]CPP en el rendimiento fotovoltaico y la estabilidad mecánica de las capas activas PM6:Y6.
• Desarrollar OSC intrínsecamente extensibles con una mayor fiabilidad operativa a largo plazo.

Principales métodos:

• Incorporación de [6]CPP como aditivo sólido en la capa activa PM6:Y6 de las OSC en un 5% en peso.
• Fabricación de dispositivos de células solares orgánicas con y sin aditivos [6]CPP.
• Pruebas mecánicas de las OSC bajo tensión de tracción (hasta el 25%) para evaluar la extensibilidad y la durabilidad.
• Caracterización del rendimiento fotovoltaico (por ejemplo, eficiencia de conversión de potencia - PCE) antes y después de la tensión mecánica.

Principales resultados:

• La adición de 5% en peso de CPP [6] mejoró significativamente la extensibilidad de la capa activa PM6:Y6.
• Los OSC que incorporan [6]CPP conservaron aproximadamente el 77% de su eficiencia inicial de conversión de potencia (PCE) después de sufrir una tensión de tracción del 25%.
• Los dispositivos con aditivos [6]CPP demostraron una durabilidad mecánica sustancialmente mejorada en comparación con los dispositivos de control sin aditivos.

Conclusiones:

• Los nanorredes cíclicos de carbono conjugados (CPP) son aditivos sólidos eficaces para mejorar la extensibilidad de las células solares orgánicas.
• La incorporación de [6]CPP permite el desarrollo de OSC intrínsecamente estirables sin comprometer el rendimiento fotovoltaico.
• Este enfoque ofrece una estrategia prometedora para crear dispositivos electrónicos orgánicos robustos y duraderos para aplicaciones portátiles y flexibles.