Existen dos tareas cruciales para la realización de células solares poliméricas de alta eficiencia:aumentar el rango de absorción espectral de la luz y recolectar de manera eficiente los excitones fotogenerados. En este trabajo, Förster células solares de polímero de heterounión basadas en transferencia de energía de resonancia (FRET) que incorporan colorante de escuaraína (SQ) se fabricaron e investigaron.

La alta absorbancia de la escuaraína en la región del infrarrojo cercano amplía la absorción espectral de las células solares y ayuda a desarrollar una nanomorfología ordenada para un transporte de carga mejorado. Los estudios espectroscópicos de femtosegundos revelaron una transferencia de energía de excitación altamente eficiente (hasta 96%) del poli (3-hexiltiofeno), también conocido como P3HT, a la escuadra que ocurre en una escala de tiempo de picosegundos.

Se logró un aumento del 38% en la eficiencia de conversión de energía para alcanzar el 4,5%; este hallazgo sugiere que este sistema ha mejorado la migración de excitones a largas distancias. Esta arquitectura trasciende los sistemas tradicionales de múltiples mezclas, Permitir que múltiples materiales de donantes con respuestas espectrales independientes trabajen sinérgicamente, permitiendo así una mejora en la absorción y conversión de la luz. Este descubrimiento abre una nueva vía para el desarrollo de células solares poliméricas de alta eficiencia.

Se ha aprovechado por primera vez un nuevo mecanismo de transferencia de energía, lo que permite una recolección de energía significativamente más eficiente en las células solares P3HT / tinte en comparación con las células solares P3HT solo. También, La ampliación del espectro de absorción de luz en la región del infrarrojo cercano y el desarrollo de partes a nanoescala de la célula solar han mejorado el dispositivo.

Permitir que diferentes materiales absorbentes de luz trabajen sinérgicamente ha llevado a redes de polímeros bien ordenadas sin posprocesamiento.

¿Cuáles son los detalles?

• Capacidad CFN:Se utilizó la instalación de microscopía y espectroscopía óptica avanzada de CFN para comprender el mecanismo de conversión de energía y la tasa de transferencia electrónica entre el tinte y el polímero en las células solares.
• El uso de colorante de escuaraína y FRET de portadores de carga mejoró la eficiencia de las células solares de polímero. Los estudios espectroscópicos de femtosegundos revelaron una transferencia de energía de excitación altamente eficiente de P3HT a SQ que ocurre en una escala de tiempo de picosegundos. Esto sugirió que este sistema ha mejorado la migración de excitones a largas distancias.
• Por primera vez, FRET se aprovechó para mejorar la recolección de excitones en células solares de heterounión a granel de polímero.