1. Preparación del sustrato:
- Elija un sustrato adecuado, como vidrio o películas de polímeros flexibles, según la aplicación deseada.
- Limpiar minuciosamente el sustrato para eliminar posibles contaminantes.
2. Capa de óxido conductor transparente (TCO):
- Deposite una fina capa de un material de óxido conductor transparente (TCO), como óxido de indio y estaño (ITO), sobre el sustrato.
- Esta capa sirve como electrodo transparente y permite el paso de la luz mientras conduce la electricidad.
3. Capa de transporte de agujeros (HTL):
- Depositar una fina capa de un material de transporte de agujeros (HTL) encima de la capa de TCO.
- Los materiales HTL facilitan el movimiento de orificios (portadores) cargados positivamente desde la capa orgánica hasta el electrodo TCO.
4. Capa activa (materiales donantes y aceptores):
- Depositar una mezcla de materiales semiconductores orgánicos, formada por un material donante (donador de electrones) y un material aceptor (aceptador de electrones).
- Esta capa es responsable de absorber la luz y generar portadores de carga tras la absorción de fotones.
5. Capa de transporte de electrones (ETL):
- Depositar una fina capa de un material de transporte de electrones (ETL) encima de la capa activa.
- Los materiales ETL ayudan en el movimiento de electrones cargados negativamente desde la capa activa hasta el cátodo.
6. Cátodo:
- Depositar una fina capa de un metal conductor, como aluminio o plata, como cátodo.
- El cátodo recoge electrones del ETL, completando el circuito eléctrico.
7. Encapsulación:
- Proteja el dispositivo de factores ambientales encapsulándolo con un sellador o capa de cobertura.
- La encapsulación evita la entrada de humedad y oxígeno, que pueden degradar el rendimiento del dispositivo.
8. Optimización del dispositivo:
- Optimice diversos parámetros del dispositivo, como espesores de capa, composiciones de materiales y arquitectura del dispositivo, mediante experimentación y modelado para lograr la mayor eficiencia de conversión de energía posible.
9. Pruebas y caracterización de dispositivos:
- Realice mediciones eléctricas en condiciones de prueba estándar para determinar las características del dispositivo, como la densidad de corriente de cortocircuito (Jsc), el voltaje de circuito abierto (Voc), el factor de llenado (FF) y la eficiencia de conversión de energía (PCE).
10. Pruebas de estabilidad:
- Realizar pruebas de estabilidad para evaluar el rendimiento a largo plazo y la durabilidad de la célula solar orgánica en diversas condiciones ambientales.
Siguiendo estos pasos y optimizando cuidadosamente la estructura y los materiales del dispositivo, es posible fabricar células solares orgánicas eficientes que pueden convertir la energía luminosa en energía eléctrica con alta eficiencia y estabilidad.
