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Preparation and Application of new n-type, Electron Acceptor Materials in Organic Solar Cells

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Nuovi materiali per il fotovoltaico organico

Gli scienziati finanziati dall'UE stanno sviluppando un fotoconduttore organico a base di perilene che raccoglie efficacemente l'energia solare.

Energia

Come i forti accettori di elettroni, i diimidi di perilene (PDI) sono stati ampiamente utilizzati come accettori polimerici per le celle solari a eterogiunzione bulk polimerica (BHJ). Tuttavia, vi è un piccolo numero di materiali a base di PDI che sono stati sintetizzati e usati come componenti fotoattivi. Il progetto DAMASCO ("Preparation and application of new n-type, electron acceptor materials in organic solar cells"), finanziato dall'UE, sta sviluppando e testando nuove molecole di accettazione degli elettroni e polimeri per ottenere cellule BHJ efficienti. Il progetto sta dimostrando l'elevata versatilità chimica dei PDI mediante l'introduzione di gruppi sostitutivi nel diimide o nelle posizioni relative. Gli scienziati hanno già progettato una serie di molecole a base di PDI con diversi anelli aromatici fusi nelle relative posizioni. I nuovi materiali a base di PDI sono stati completamente caratterizzati in base alle loro proprietà ottiche ed elettrochimiche. I loro livelli superiore e inferiore di energia orbitale molecolare occupata si sono rivelati idonei all'uso come accettori in miscele con un determinato materiale di conduzione dei fori (politiofene, PH3T). Inoltre, una diminuzione dell'intensità della fotoluminescenza in tali miscele ha mostrato che un processo di trasferimento della carica fotoindotta si verifica tra il PH3T e il PDI. Sono state ottenute le efficienze di conversione dell'alimentazione pari all'1 %, che rappresenta uno dei migliori risultati per le celle solari BHJ che contengono PDI/PH3T come strato attivo. I ricercatori si sono inoltre focalizzati su altri materiali di accettazione degli elettroni e sulla sintetizzazione dei dimeri PDI e degli accettori di polimeri che usano diverse unità di donatori. DAMASCO ha contribuito notevolmente al campo delle celle solari a base di polimeri progettando nuovi materiali organici fotoattivi. Nonostante ciò, per consentire la produzione di massa a basso costo, deve essere rivolto un grande sforzo all'ulteriore aumento dell'efficienza di conversione della potenza e al miglioramento della loro durata.

Parole chiave

Fotovoltaico organico, accettore di elettroni, diimidi di perilene, polimero, eterogiunzione bulk, politiofene

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