Grupo de investigación francés cambia estructura molecular de polímeros para mejorar sus propiedades FV

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El Centro Nacional Francés de Investigación Científica (CNRS), el Instituto de Química y Procesos de Energía, Medio Ambiente y Salud (ICPEES) y el Instituto de Física y Química de Materiales de Estrasburgo (IPCMS) han cooperado con la empresa de investigación francesa Icube para mejorar las propiedades fotovoltaicas de un polímero semiconductor, cambiando su estructura molecular.

En un estudio, publicado en el Journal of Materials Chemistry, los científicos afirman que han logrado una eficiencia de más del 10% para una célula orgánica mediante el uso de esta innovación.

En su investigación, los científicos han demostrado los vínculos sutiles que existen entre la estructura molecular de uno de los constituyentes esenciales de la capa activa, un polímero donador de electrones fluorados, y la eficiencia de conversión de la célula FV orgánica.

Los autores del estudio encontraron que dos parámetros esenciales contribuyen a la eficiencia de la célula: la variación sistemática de la proporción de átomos de flúor en la cadena principal del polímero y la longitud y el volumen de las cadenas alifáticas.

El estudio ha confirmado que la presencia de átomos de flúor aumenta la cohesión entre las cadenas de polímero y promueve el transporte de cargas entre los “tableros” de polímero. También ha demostrado que las cadenas alifáticas, cuando aumentan, hacen de manera que una fracción de las “placas de polímero” se oriente de forma plana sobre el sustrato, promoviendo así el transporte de carga perpendicular hacia el sustrato.

El grupo de investigación intenta ahora extender su análisis a todo tipo de polímeros utilizados en células solares orgánicas. El objetivo es establecer reglas de ingeniería macromoleculares más universales para diseñar polímeros fotovoltaicos aún más eficientes.