Logro de un factor de llenado récord cercano al 84 % y una eficiencia del 21 % en células solares orgánicas binarias...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Electrónica Orgánica
• Fotovoltaica

Sus antecedentes:

• El control de la morfología en las células solares orgánicas (OSC) mediante aditivos sólidos es clave para el rendimiento del dispositivo.
• La influencia precisa de las interacciones intermoleculares entre los aditivos y los materiales fotoactivos en la morfología y la eficiencia de las OSC requiere una mayor comprensión.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo la sintonización de las interacciones intermoleculares a través de la ingeniería de isomerización molecular impacta la morfología y el rendimiento de las OSC.
• Explorar el papel de los aditivos sustituidos con halógenos en la mejora del apilamiento de tipo J y los espectros de absorción de los materiales fotoactivos.

Principales métodos:

• Se utilizaron tres isómeros de 1,2,4-triclorobenceno sustituido con yodo como aditivos sólidos.
• Se empleó la ingeniería de isomerización molecular para ajustar con precisión las interacciones intermoleculares.
• Se fabricaron y caracterizaron células solares orgánicas binarias.

Principales resultados:

• La alteración de la posición del sustituyente de yodo mejoró la miscibilidad del aditivo y las interacciones intermoleculares, formando una red interpenetrante bicontinua.
• Se logró un alto factor de llenado de ~84 % y una eficiencia de conversión de potencia de casi el 21 % (certificado 20,42 %)
• Se demostró una excelente estabilidad de almacenamiento con un T80 extrapolado superior a 10.000 horas.

Conclusiones:

• La ingeniería de isomerización molecular es una estrategia eficaz para optimizar las interacciones de aditivos sólidos en las OSC.
• Las OSC desarrolladas exhiben un rendimiento de primer nivel y una notable estabilidad operativa.
• Este trabajo proporciona información sobre las relaciones estructura-propiedad para aditivos sólidos en electrónica orgánica.