Explotando el mecanismo de transferencia de carga mejorada en células solares orgánicas ternarias con baja pérdida de energía

El desorden estructural y la agregación del tercer aceptor con la capa activa anfitriona son críticos en la absorción de luz, la morfología de la película y el mecanismo de portadores de carga de sus mezclas fotovoltaicas para lograr células solares orgánicas (CSOs) altamente eficientes. Sin embargo, se necesita introducir un tercer componente efectivo en la mezcla binaria anfitriona como una combinación de mezcla ternaria, que puede mejorar el perfil de absorción, la morfología de la película y la dinámica de carga. En este trabajo, el aceptor no fullereno DRCTF se incorpora como un tercer componente en la mezcla binaria PM6:Y6 anfitriona. En comparación con la mezcla anfitriona, la mezcla ternaria mejora los procesos de transferencia de carga, como lo evidencian las mediciones de fotoluminiscencia en estado estacionario y fotoluminiscencia temporal. Se encontró que la adición del 20% de DRCTF a la mezcla binaria anfitriona resulta en una mejor disociación y transporte de carga con una reducción de la recombinación y pérdidas de voltaje. Todas estas características contribuyen a una eficiencia de conversión de energía mejorada del 14.45% en las CSOs ternarias PM6:Y6:DRCTF (T-CSOs), en comparación con PM6:Y6 (12.46%) en condiciones de fabricación al aire libre. En consecuencia, en este estudio, se elucida el impacto de los componentes terceros en el mecanismo de transferencia de carga en las T-CSOs. Estos resultados sugieren que las T-CSOs con un tercer componente perfectamente elegido en la mezcla binaria anfitriona logran un perfil de absorción integral, una morfología de película suave, dinámica de carga eficiente y reducción de pérdidas de voltaje.