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Updated: Jan 18, 2026

Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer
Published on: January 10, 2017
Mejora de la estabilidad morfológica a largo plazo en células solares orgánicas BHJ mediante cadenas laterales
Haoyu Zhao1, Jordan Shanahan2, Jiyeon Oh2
1School of Polymer Science and Engineering, Center for Optoelectronic Materials and Devices, The University of Southern Mississippi Hattiesburg MS 39406 USA xiaodan.gu@usm.edu.
Las células solares orgánicas (OSC) logran una alta eficiencia, pero la estabilidad es clave. Este estudio utiliza cadenas laterales termoclivables para mejorar la estabilidad morfológica y térmica en OSC, mejorando el rendimiento a largo plazo.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de Materiales
- Electrónica Orgánica
- Fotovoltaica
Sus antecedentes:
- Las células solares orgánicas (OSC) muestran altas eficiencias de conversión de potencia (PCE) superiores al 20%.
- La estabilidad operativa a largo plazo es un obstáculo importante para la comercialización de OSC.
- La estabilidad morfológica de la capa de heterounión a granel (BHJ) es fundamental para el rendimiento sostenido del dispositivo.
Objetivo del estudio:
- Mejorar la estabilidad morfológica y térmica de las OSC.
- Investigar el uso de cadenas laterales termoclivables (TCS) en materiales donadores y aceptores.
- Evaluar el impacto de TCS en la morfología BHJ y la estabilidad del dispositivo.
Principales métodos:
- Se incorporaron TCS en un polímero donador conjugado (PffBT-4T-TCS) y un aceptor de fullereno (C60-TCS).
- Se analizó la morfología BHJ utilizando microscopía de fuerza atómica acoplada a espectroscopía infrarroja (AFM-IR) antes y después del tratamiento térmico.
- Se evaluó la estabilidad del dispositivo bajo estrés térmico (85 °C durante 10 semanas) y se midió la PCE normalizada.
Principales resultados:
- La escisión térmica de las cadenas laterales de alquilo aumentó la temperatura de transición vítrea de PffBT-4T-TCS en 60 °C.
- La morfología BHJ se mantuvo estable después de la escisión, con una composición donador/aceptor y una rugosidad superficial consistentes.
- Los dispositivos mantuvieron la estabilidad durante más de 10 semanas a 85 °C, lo que indica una mayor resiliencia morfológica y térmica.
Conclusiones:
- La estrategia de cadena lateral termoclivable mejora eficazmente la estabilidad morfológica y térmica en las OSC.
- Este enfoque ofrece una vía prometedora para lograr tanto alta eficiencia como estabilidad operativa a largo plazo en dispositivos solares orgánicos.
- Una morfología BHJ estable es crucial para un rendimiento fiable y duradero de las células solares orgánicas.
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