p As células solares orgânicas estão melhorando constantemente à medida que novos materiais são desenvolvidos para a camada ativa, particularmente quando os materiais são empilhados em um projeto de heterojunção em massa que aproveita as vantagens de múltiplas janelas de absorção combinadas para usar fótons em mais partes do espectro. p Materiais não fulerenos são especialmente promissores em células solares orgânicas binárias, tornando possível ajustar as propriedades ópticas e de energia. Mas, apesar de suas vantagens, esses materiais têm janelas de absorção estreitas. As tentativas de incorporar aceitadores não-fulerenos em células solares orgânicas incluem a adição de um terceiro componente para aumentar a coleta de fótons.

p O terceiro material componente deve ser cuidadosamente selecionado para que não influencie a forma e a estrutura molecular de maneira que diminua a eficiência, mas garanta a transferência de energia e carga na direção correta.

p Um artigo publicado esta semana em Avaliações de Física Aplicada apresenta um guia prático para selecionar materiais para células solares orgânicas ternárias. Os autores se propuseram a empregar engenharia de componentes para estender a absorção de luz e a eficiência das células solares de uma forma simples, forma física em vez do complicado processo de sintetizar novos semicondutores.

p Eles começam com um único aceptor de elétrons não fulereno chamado COi8DFIC, que tem alta eficiência de conversão devido ao seu alto bandgap e a capacidade de transformar sua orientação molecular de orientações de lamela para agregações do tipo H e J durante a fundição de substrato a quente. No estudo, eles combinam um sistema binário PTB7-Th:COi8DFIC com o polímero doador de elétrons PBDB-T-SF e o pequeno aceitador molecular de elétrons IT-4F para determinar a adequação de cada material para dispositivos ternários.

p Eles descobriram que um material doador ou aceitador pode ser usado com sucesso em dispositivos ternários:PBDB-T-SF e IT-4F foram considerados eficazes quando adicionados ao sistema binário PTB7-Th:COi8DFIC em quantidades de 10% e 15% , respectivamente.

p Os materiais melhoraram a resposta espectral, melhorou a coleta de fótons e afetou a ordem molecular dos materiais hospedeiros para aumentar o empilhamento π-π. Empilhar os planos moleculares paralelos ao eletrodo do dispositivo contribui diretamente para a mobilidade da carga, eficiência de conversão de energia e manutenção da separação de fases fina.

p "A coexistência de agregações do tipo H e J significa que o dispositivo tem um espectro de absorção mais amplo e vai absorver mais fótons em intervalos de comprimento de onda curto e longo e convertê-los em cargas, resultando em maior eficiência, "autor Tao Wang disse.

p Os autores planejam explorar métodos físicos para controlar melhor a formação do material, para inibir o tipo H e encorajar a agregação do tipo J, que estende a absorção de luz em direção ao infravermelho próximo, tornando possível as células solares orgânicas semitransparentes.