Celdas solares orgánicas basadas en el electro-donador PBDB-T y el electro-aceptor no Fullerenico ITIC

Resumen de la Tesis

En la presente tesis, se diseñaron y caracterizaron celdas solares orgánicas bajo la arquitectura de heterounión de volumen con estructura “vidrio/óxido de indio y estaño como ánodo/película transportadora de huecos/capa activa/película colectora de electrones/Metal de Field como electrodo superior”. Para el diseño y fabricación de las celdas solares orgánicas se utilizaron diferentes electro-donadores y aceptores en la capa activa, así mismo, para la película transportadora de huecos se utilizaron diferentes materiales y dopaje. Cuando se trabajó con capa activa a base de PTB7-Th (o PTB7):PC71BM (los polímeros PTB7 y PTB7-Th se usaron como materiales donantes de electrones mientras que el PC71BM se usó como aceptor de electrones), se lograron eficiencias de conversión de energía de 6.02 % (o 5.22 %). También se utilizó una capa activa a base de PBDB-T:PC71BM y PBDB-T:ITIC (el polímero PBDB-T es un material donante de electrones e ITIC un aceptor no-fullerénico), la eficiencia de conversión de energía obtenida fue de 4.63 % y 5.9 %, respectivamente. Para intentar incrementar la eficiencia de conversión de energía de las celdas solares orgánicas se introdujeron nanopartículas de plata en la película transportadora de huecos a base de PEDOT:PSS (PEDOT:PSS es un polímero conductor transparente que consiste en una mezcla de ionómeros poli (3,4-etilendioxitiofeno) y poliestireno sulfonato), las celdas solares orgánicas con sólo PEDOT:PSS como película transportadora de huecos presentaron una eficiencia de conversión de energía de 5.9 % y para PEDOT:PSS:Ag-NPs la eficiencia de conversión de energía fue de 6.4 %, la eficiencia de conversión de energía se incrementa porque la resonancia de plasmón de superficie localizada inducida por las nanopartículas de plata incorporadas en la película transportadora de huecos aumenta la absorción de luz en la capa activa. Por último, se fabricaron y caracterizaron tres monocapas autoensambladas como película transportadora de huecos a partir de derivados de carbo-meros (moléculas compuestas por átomos de carbono), las pruebas preliminares indican que las monocapas autoensambladas son potencialmente útiles para remplazar el PEDOT:PSS como película transportadora de huecos e incrementar la estabilidad de las celdas solares orgánicas.

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