Regulación del Comportamiento de Cristalización mediante un Aceptor Polimérico de Anillo No Fusionado para Células...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electrónica Orgánica
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• El control de la cristalización de la capa activa es crucial para el rendimiento y la estabilidad de las células solares orgánicas (OSC).
• Los aceptores poliméricos de anillo no fusionado rara vez se utilizan como aditivos ternarios para ajustar la cristalinidad.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de un nuevo aceptor polimérico de anillo no fusionado a base de benceno (PW1) como componente ternario en OSCs.
• Mejorar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) y la estabilidad de las células solares orgánicas basadas en PM6:BTP-eC9.

Principales métodos:

• Síntesis de PW1, un aceptor polimérico de anillo no fusionado a base de benceno.
• Incorporación de PW1 en la mezcla PM6:BTP-eC9 para formar un sistema ternario.
• Caracterización de la morfología de la película, estabilidad térmica, niveles de energía y propiedades ópticas.
• Fabricación de dispositivos y pruebas de rendimiento, incluida la PCE, el factor de llenado (FF) y la estabilidad de almacenamiento.

Principales resultados:

• PW1 demostró buena estabilidad térmica (Td = 343 °C) y miscibilidad con la mezcla huésped.
• PW1 actuó como un modificador de compatibilidad, suprimiendo la agregación y controlando la cristalización de BTP-eC9.
• Los dispositivos ternarios con 3% en peso de PW1 alcanzaron una PCE (19.50%) más alta en comparación con los dispositivos binarios (18.61%).
• Se observó una extracción de carga mejorada, tiempos de vida de portadores más largos, movilidades equilibradas, recombinación reducida y estabilidad de almacenamiento mejorada (T80 de 415 a 983 h).

Conclusiones:

• PW1 regula eficazmente la cristalización de la capa activa en células solares orgánicas.
• La estrategia ternaria mejora significativamente tanto la eficiencia como la estabilidad operativa de las OSC.
• Los aceptores poliméricos de anillo no fusionado son prometedores como aditivos eficaces para fotovoltaicos orgánicos de alto rendimiento.