Difusión de vapor de disolvente impulsada por preagregación multiescala de aceptores no fullerénicos para células...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electrónica Orgánica
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• El control preciso de la morfología de la capa activa es esencial para mejorar la eficiencia de las células solares orgánicas (OSC).
• Los métodos de fabricación actuales a menudo luchan por lograr la morfología a nanoescala deseada para un rendimiento óptimo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método para controlar la morfología de la capa activa en células solares orgánicas.
• Mejorar la disociación de excitones, el transporte de carga y la eficiencia general del dispositivo a través de la ingeniería morfológica.

Principales métodos:

• Se empleó una técnica de difusión de vapor de disolvente (SVD), creando un gradiente vertical de disolvente mediante la difusión de vapor de benceno en una solución de aceptor a base de tolueno.
• Este método se aplicó antes de la fabricación capa por capa de la capa activa de la célula solar orgánica.

Principales resultados:

• El método SVD ajustó la preagregación multiescala de aceptores no fullerénicos, formando dominios jerárquicos.
• Se lograron perfiles de composición vertical donador/aceptor optimizados, mejorando la generación de excitones y la recolección de carga.
• Los análisis morfológicos y espectroscópicos revelaron un orden molecular mejorado, una separación de fases mejorada y una dinámica de portadores superior.
• Los dispositivos alcanzaron altas eficiencias, con uno alcanzando el 20,71%.

Conclusiones:

• La estrategia de difusión de vapor de disolvente ofrece un enfoque potente para la ingeniería estructural en células solares orgánicas de alto rendimiento.
• Este método demuestra universalidad y ganancias de rendimiento consistentes en diversos sistemas de células solares orgánicas.
• La técnica aborda eficazmente el desafío del control morfológico preciso, allanando el camino para células solares orgánicas más eficientes.