p Nos últimos anos, células solares orgânicas (OSCs) baseadas em aceitadores não-fulereno (NF) demonstraram um tremendo progresso na eficiência de conversão de energia (PCE). A maioria dos OSCs de última geração no laboratório é baseada na chamada arquitetura de heterojunção em massa (BHJ), que consiste em uma camada fotoativa na mistura de um doador e um aceitador de elétrons. A presença de numerosas junções p-n microscópicas em BHJs permite áreas de superfície suficientes onde ocorre a separação de carga, de modo que a fotocorrente e o PCE são aumentados. As características do dispositivo em BHJ-OSCs são afetadas criticamente pela nanoestrutura ou morfologia dos filmes BHJ, apresentando redes interpenetrantes e contínuas com tamanhos de domínio idealmente comparáveis ​​ao comprimento de difusão de excitons. p Em comparação com BHJs, a deposição sequencial de filme para formar heterojunções planas (PHJ) é atraente porque a morfologia dos componentes doador e aceitador pode ser controlada de forma mais independente. A grande separação de fase vertical que ocorre naturalmente em PHJs facilita a extração de portadores fotogerados em direção aos dois eletrodos. A área limitada de interfaces doador / aceitador (D / A) prejudicou criticamente as eficiências fotovoltaicas em PHJ-OSCs. Com solventes de processamento ortogonal rigorosos ou deposição térmica (da segunda camada) dos filmes doadores e aceitadores, os dispositivos resultantes muitas vezes apresentam desempenho inferior àqueles com estruturas BHJ, devido à má dissociação de excitons. Por esta razão, as interdifusões de aceitadores na fase doadora foram aplicadas com engenharia de solvente para aumentar a área de interface D / A, resultando em aumento da corrente de curto-circuito (Jsc) em PHJ-OSCs.

p Muito recentemente, com base no doador polimérico PBDBT-2F e NF-aceitador Y6, pesquisadores propuseram uma estratégia para melhorar o desempenho fotovoltaico e a estabilidade térmica para PHJ-OSCs depositados sequencialmente por meio da dispersão dos componentes doadores na fase dominante aceptor. Por este método, eles alcançam um PCE recorde de 15,4% nas células solares PHJ baseadas em PBDBT-2F / Y6, atingindo um dos maiores valores relatados em PHJ-OSCs com fundição de filme sequencial. Além disso, o equilíbrio do transporte de carga nos dispositivos PHJ é favoravelmente melhorado com a incorporação de doadores na fase dominante Y6. Essas modificações suprimem a recombinação bimolecular e aceleram a varredura de carga. Do ponto de vista morfológico, o estaqueamento intermolecular favorável π-π em Y6 dificilmente é afetado em concentrações diluídas de dispersões de doadores, que, por outro lado, modifica o processo fotofísico em células solares PHJ. De importância, com a dispersão de doadores descrita, os filmes PHJ exibem robustez morfológica aprimorada em associação com efeitos negativos menores na varredura de carga em células solares sob condições térmicas. Como resultado, uma melhor estabilidade térmica nos dispositivos PHJ com dispersões de doadores foi alcançada, no que diz respeito às células solares BHJ.