Efectos solventes [ editar ]
Las condiciones para el recubrimiento por rotación y la evaporación afectan la eficiencia del dispositivo. [58] [59] El disolvente y los aditivos influyen en la morfología donante-aceptor. [60] Los aditivos ralentizan la evaporación, lo que genera polímeros más cristalinos y, por lo tanto, mejora la conductividad y la eficiencia de los orificios. Los aditivos típicos incluyen 1,8-octanoditiol, orto-diclorobenceno , 1,8-diyodooctano (DIO) y nitrobenceno . [48] [61] [62] [63] El efecto DIO se atribuyó a la solubilización selectiva de los componentes de PCBM, modifica fundamentalmente la distancia de salto promedio de los electrones y, por lo tanto, mejora la movilidad de los electrones. [64]Los aditivos también pueden conducir a grandes aumentos en la eficiencia de los polímeros. [65] Para las células solares HXS-1/PCBM, el efecto se correlacionó con la generación de carga, el transporte y la estabilidad en almacenamiento. [66] Otros polímeros como el PTTBO también se benefician significativamente de DIO, alcanzando valores de PCE de más del 5 % desde alrededor del 3,7 % sin el aditivo.
Las células solares poliméricas fabricadas a partir de cloronaftaleno (CN) como codisolvente disfrutan de una mayor eficiencia que las fabricadas a partir de la solución de clorobenceno puro más convencional. Esto se debe a que cambia la morfología donante-aceptor, lo que reduce la separación de fases entre el polímero donante y el fullereno. Como resultado, esto se traduce en altas movilidades de agujeros. Sin codisolventes, se forman grandes dominios de fullereno, lo que reduce el rendimiento fotovoltaico de la celda debido a la agregación de polímeros en solución. Esta morfología tiene su origen en la separación de fases líquido-líquido durante el secado; Solucionar la evaporación hace que la mezcla entre en la región espinodal, en la que se producen importantes fluctuaciones térmicas. Los dominios grandes evitan que los electrones se recolecten de manera eficiente (disminución de PCE). [67]
Las pequeñas diferencias en la estructura del polímero también pueden generar cambios significativos en el empaque del cristal que inevitablemente afectan la morfología del dispositivo. PCPDTBT difiere de PSBTBT debido a la diferencia en el átomo puente entre los dos polímeros (C frente a Si), lo que implica que se pueden lograr mejores morfologías con PCPDTBT: celdas solares PCBM que contienen aditivos en comparación con el sistema Si que logra buenas morfologías sin ayuda de sustancias adicionales. [68]
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