التحكم المستقل في أشكال الكتلة والواجهة للخلايا الشمسية العضوية ذات الوزن الجزيئي المنخفض

نحن نثبت أن معالجة بخار المذيب للخَلائط العضوية ذات الوزن الجزيئي المنخفض يمكن استخدامها للتحكم بشكل مستقل في أشكال الفيلم الرقيق عند الواجهة والكتلة، مما يغير نقل الشحنة وتفكك الإثارة في هذه الهياكل. كأحد الأمثلة، نقوم بمعالجة خَلائط دي فينيل الفعالة لسكوارين (DPSQ)/C(60) قبل أو بعد ترسيب C(60). تؤدي معالجة بخار المذيب لـ DPSQ قبل ترسيب C(60) إلى ترتيب جزيئي عند الواجهة. لقد حققت الخلايا الشمسية العضوية المستندة إلى هذه العملية انخفاضًا في جهدي الدائرة المفتوحة وكفاءة تحويل الطاقة مقارنة بالأجهزة المصبوبة. بالمقابل، تقوم المعالجة بعد ترسيب C(60) بتثبيت عدم الانتظام عند الواجهة الموجود في الوصلات غير المعالجة بينما تُحسن الترتيب في الكتلة الرقيقة. هذا يؤدي إلى زيادة في التيار القصير بأكثر من 30% مع الحفاظ على جهد الدائرة المفتوحة لجهاز الوصلة الشمسية المصبوغ. يتم تحليل هذه النتائج من حيث ديناميات إعادة التركيب عند الوصلات الإثارية وتظهر أن الشكل المثالي للخلايا الشمسية العضوية يتسم بعدم الانتظام عند الواجهة لتقليل إعادة التركيب بين أزواج البولارين، في حين أن تحسين البلورية في الكتلة يزيد من كفاءة نقل الإثارة والشحنة في المنطقة النشطة.