Preparación de materiales fotovoltaicos orgánicos y estudio de propiedades de transporte eléctrico usando espectroscopia de impedancia (2015)
En este trabajo se hizo especial énfasis en el estudio de propiedades de transporte eléctrico de películas delgadas de compuestos usados como capa transportadora de huecos y como capa activa en celdas solares orgánicas, así como también de dispositivos con estructura ITO/X/Y/M, donde X representa la capa transportadoras de huecos (PEDOT:PSS ó s-CuPC), Y corresponde a la capa activa ( P3HT, PCBM ó P3HT:PCBM) y M es el cátodo que actúa como contacto superior (Ag ó Al ). El estudio se realizó usando la técnica de espectroscopía de impedancia y los resultados fueron evaluados a través de un modelo de circuito equivalente propuesto en este trabajo para celdas solares orgánicas tipo Bulkheterojunction (BHJ). Los valores de elementos del circuito de interés fueron obtenidos mediante ajuste de curvas experimentales de impedancia con curvas simuladas empleando el “Software EIS Analyzer”. Se confirmó que el P3HT forma una barrera Schottky con aluminio, mientras el PCBM y el P3HT:PCBM forman contacto óhmico con este metal. El PEDOT:PSS bloquea selectivamente el paso de electrones hacia el ánodo mientras s-CuPC forma un par donor-aceptor con el PCBM y no es posible determinar si bloquea el transporte de electrones hacia el ánodo. Se comparó las propiedades eléctricas de P3HT fabricado a partir de una solución de clorobenceno que es usada convencionalmente, con P3HT fabricado usando nuevas solventes ( xileno, y mesitileno), siendo este último el que permite obtener movilidades más altas. Además se estableció que las propiedades eléctricas de películas de la mezcla P3HT:PCBM se pueden mejorar aumentando la presión parcial dentro del sistema de spin coating durante la formación de las películas. Por último se confirmó que la exposición de P3HT al aire genera dopado pero deteriora la movilidad de portadores de carga.