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(noticias nanowerk) Piense en la tecnología como un coche de carreras que corre por una pista de carreras: sólo puede ir tan rápido como lo permita su motor. Pero justo cuando parecía que las células solares orgánicas estaban topando con un obstáculo, llega 3PNIN, una innovadora molécula con forma de hélice, lista para acelerar su progreso y romper barreras.
Las células solares orgánicas (OSC) representan la cúspide de la energía renovable, pero algunos componentes se han quedado muy por detrás de los avances actuales. En particular, los materiales de interfaz catódica (CIM) no han logrado mantener el impulso necesario para mantenerse al día con la mejora continua de los OSC.
Los CIM desempeñan un papel crucial en la conducción de electricidad del metal al semiconductor y viceversa; Por lo tanto, si su rendimiento en el transporte de electrones es insuficiente, la eficiencia de conversión de energía (PCE) de los OSC se verá afectada.
En respuesta a este desafío, los investigadores examinaron cómo la estructura molecular afecta el rendimiento general tanto de la célula como de los materiales de interfaz. Dos compuestos con forma de hélice ilustran el impacto significativo que la configuración molecular puede tener en la mejora de la funcionalidad de los CIM y, por tanto, del rendimiento fotovoltaico de los OSC.
Los investigadores publicaron sus resultados en Nanoinvestigación (“Isómeros de NI en forma de hélice de material de interfaz catódica para células solares orgánicas eficientes”).
![Eficiencia de conversión de energía de 3ONIN en comparación con las células solares orgánicas basadas en 3PNIN](https://www.nanowerk.com/news2/green/id64736_1.jpg)
El estudio informó dos isómeros, 3PNIN y 3ONIN, que son moléculas con la misma fórmula pero tienen diferentes disposiciones de grupos terminales. Estas diferentes disposiciones de grupo permiten diferentes interacciones intermoleculares dentro de un isómero que pueden no lograrse con el otro.
«En el vasto campo de la energía renovable, los OSC han ganado prominencia, presentando una arquitectura etérea, semitransparencia, producción de bajo costo y ensamblaje impreso escalable, marcando el comienzo de una nueva era en el suministro de tecnologías portátiles flexibles», señaló el profesor Minghua Huang, el autor e investigador del estudio.
No se puede subestimar la importancia de esta tecnología en un mundo donde las fuentes de energía sostenibles se han vuelto significativamente más importantes (y necesarias). Al probar los isómeros en forma de hélice presentados en este estudio, los resultados mostraron que los dos compuestos pueden ejercer efectos muy diferentes según la configuración, y una variante supera a la otra en la mejora de la funcionalidad de los CIM.
3PNIN tiene una estructura molecular más plana en comparación con su contraparte 3ONIN. Esta disparidad estructural permite que los grupos con extremos sellados en 3PNIN queden más planos en comparación con 3ONIN, lo que resulta en mejoras significativas en la funcionalidad, tales como: B. movilidad y conductividad de los electrones. «Como resultado, los dispositivos OSC tratados con 3PNIN y 3ONIN alcanzan PCE del 17,73% y 16,82%, respectivamente», dijo el profesor Minghua Huang.
3PNIN ofrece perspectivas significativas para fabricar un dispositivo térmicamente estable y al mismo tiempo mejorar el PCE de los OSC, además de las ventajas de una movilidad y conductividad mejoradas en comparación con la tecnología predominante ampliamente utilizada para los CIM. Un mayor refinamiento de los dispositivos OSC tratados con el isómero 3PNIN tiene el potencial de mejorar la accesibilidad y la eficiencia de esta fuente de energía. Las mejoras en los OSC pueden tener impactos de gran alcance en el panorama de las energías renovables, extendiéndose potencialmente a otras áreas de la tecnología que dependen de la electrónica orgánica.
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