Determinación de sistemas de disolventes para el recubrimiento por cuchilla de fotovoltaicas de película delgada

Con dispositivos fotovoltaicos de película delgada (TFPV) procesados por solución a escala de laboratorio alcanzando eficiencias relevantes en el mercado, la demanda de técnicas de deposición ecológicas y escalables está en aumento. Reemplazar los disolventes halogenados tóxicos es una prioridad para la industrialización de TFPV procesadas por solución. En este trabajo, se presenta un proceso generalizado de cinco pasos para fabricar dispositivos de alto rendimiento a partir de tintas no halogenadas. Como resultado de este proceso, se introducen varios nuevos sistemas de disolventes basados en tiofeno, tetralina, 1,2,4-trimetilbenceno, o-xileno y anisole para el recubrimiento por cuchilla de tres heterojunciones de masa basadas en diketopirrolopirrol (pDPP5T-2, pPDPP5T-2S y P390) aplicadas en dispositivos fotovoltaicos orgánicos. Los dispositivos basados en pDPP5T-2S y P390 alcanzan eficiencias de 5.6% y 6.1%, respectivamente, mayores que la eficiencia que alcanzó cualquiera de los materiales cuando se procesó a partir del sistema de disolvente halogenado comúnmente utilizado. Estos procesos se implementan sin tratamientos de recocido post-deposición o aditivos. Se obtienen los parámetros de solubilidad de Hansen del material pDPP5T-2, y se utilizan, junto con datos de humectación sobre una variedad de sustratos, para determinar combinaciones y proporciones óptimas de disolventes para la deposición. Este proceso generalizado de cinco pasos da como resultado nuevos caminos de disolventes no halogenados para la deposición escalable de materiales fotovoltaicos de película delgada.