Control de la morfología de la mezcla para una densidad de corriente ultralta en células solares orgánicas basadas en aceptores no fullerenos

En esta Carta, destacamos un sistema con un donante de polímero bien conocido (PTB7-Th) mezclado con un aceptor no fullerén de banda prohibida estrecha (IEICO-4F) como la capa activa y 1-cloronaftaleno (CN) como el aditivo disolvente. La optimización de la nanomorfología de la capa fotoactiva da como resultado un valor de densidad de corriente de cortocircuito de 27.3 mA/cm2, uno de los valores más altos en células solares orgánicas reportados hasta la fecha, que compite con otros tipos de células solares procesadas por solución, como dispositivos de perovskita o puntos cuánticos. Junto con un voltaje de circuito abierto decente (0.71 V) y valores de factor de llenado (66%), se logra una eficiencia de conversión de potencia del 12.8% para los dispositivos campeones. Las caracterizaciones de morfología elucidaron que el origen de esta alta fotocorriente es principalmente la longitud de coherencia π–π aumentada del aceptor, el espacio de dominio, así como la variación de composición cuadrática media de la mezcla. Las mediciones optoelectrónicas confirman una movilidad equilibrada de huecos y electrones y un retorno asistido por trampa reducido para los mejores dispositivos.