Pesquisadores do Institute for Molecular Science no Japão relatam que as células solares orgânicas (OSCs) com alta mobilidade e materiais doadores (D) e aceitadores (A) altamente cristalinos foram capazes de reduzir uma perda de tensão de circuito aberto (VOC). A origem do alto VOC era que a interface D / A altamente cristalina reduzia a perda de energia relacionada à recombinação de carga. Os resultados demonstram que o design cuidadoso da interface D / A permite alta eficiência de conversão de energia em OSCs.

As eficiências de conversão de energia de células solares orgânicas (OSCs) baseadas em combinações de materiais semicondutores doadores de elétrons (D) e aceitadores (A) agora excedem 16 por cento. Contudo, ainda é inferior ao de SCs inorgânicos altamente eficientes, como GaAs. A eficiência de geração de carga em OSCs hoje em dia é quase 100 por cento, assim, reduzir a perda de energia na tensão de saída é extremamente importante para aumentar ainda mais a eficiência das células solares orgânicas.

O grupo do Professor Assistente Seiichiro Izawa e do Professor Masahiro Hiramoto do Institute for Molecular Science no Japão relatou que OSCs com alta mobilidade e materiais doadores altamente cristalinos (D) e aceitadores (A) foram capazes de reduzir uma tensão de circuito aberto (V _OC ) perda. Os pesquisadores fabricaram OSCs modelo de bicamada usando essas moléculas (Fig. 1a). A cristalinidade da camada aceitadora pode ser alterada pela seleção apropriada das três moléculas com diferentes comprimentos de cadeia lateral de alquil. O V _OC verificou-se que aumentava à medida que a cristalinidade da camada aceitadora aumentava. O V _OC a perda foi muito pequena em comparação com os valores de OSCs relatados (Fig 1b). A origem do V alto _OC foi que a interface D / A altamente cristalina reduziu a perda de energia relacionada à recombinação de carga na tensão de saída ao realizar a recombinação banda a banda ideal. Especialmente, a alta cristalinidade das várias camadas moleculares (menos de 6 nm) na vizinhança da interface D / A foi importante para perceber o alto V _OC . Os resultados demonstram que o design cuidadoso da interface D / A permite que altas eficiências de conversão de energia sejam alcançadas em OSCs, reduzindo a perda de tensão em circuito aberto.