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DERIVADOS GRAFÉNICOS PARA EL ENSAMBLADO DE CELDAS OPVs A BASE DE PTB7:PC71BM
Autor
Yaily Fernández
Institución
Resumen
"En el presente trabajo se fabricaron celdas solares orgánicas en configuración directa a base de PTB7:PC71BM en su capa activa (CA), en condiciones de atmósfera regular y mediante la técnica spin coating. La arquitectura base utilizada fue: vidrio /ITO/PEDOT:PSS/ PTB7:PC71BM /PFN/FM (1). Los materiales óxido de grafeno reducido (rGO) y grafeno funcionalizado procesable en solución (SPFG) fueron sintetizados en el laboratorio. Los mismos fueron empleados como capa transportadora de huecos (HTL) y tercer elemento de la CA respectivamente, modificando la arquitectura 1 y surgiendo las arquitecturas: vidrio / ITO / rGO / PTB7:PC71BM / PFN / FM (2), vidrio / ITO / PEDOT:PSS / PTB7:PC71BM:SPFG / PFN / FM (3) y vidrio / ITO / rGO / PTB7:PC71BM:SPFG / PFN / FM (4).
Para la arquitectura 1 fue aplicado a la CA un tratamiento térmico (TT) de 80◦C y se obtuvo una eficiencia de conversión promedio (PCEprom) de 6.46 %. En el caso de las arquitecturas 2, 3 y 4 con el objetivo de activar las propiedades de los derivados del grafeno, les fue aplicado a la CA un TT de 150◦C. En el caso anterior, para fines de comparación la CA de las muestras de referencia fabricadas bajo la arquitectura 1 recibieron el mismo TT, alcanzando bajo estas condiciones de temperatura una PCEprom de 4.49 %. Se obtuvieron PCEsprom de 4.72 %, 5.44 % y 5.48 % para las arquitecturas 2, 3 y 4 respectivamente, lo cual se traduce en un aumento del 24 y 19 % de este parámetro para las celdas con CA ternaria (3 y 4) respecto a las de referencia (1). Los dispositivos que utilizaron PEDOT:PSS (1) y rGO (2) como HTL presentaron un comportamiento fotovoltaico similar.
Los resultados obtenidos demuestran que el rGO es un sustituto viable del PEDOT:PSS y que el SPFG contribuye a mejorar la eficiencia de las celdas. Adicionalmente se realizaron trabajos preliminares para la fabricación de un ánodo grafénico, obteniéndose para éste valores de resistencia de 6kΩ/sq determinadas por el método de cuatro puntas y una transmitancia del 93 %. Finalmente, se fabricó un prototipo de panel solar que generó a su salida 4.22volts y 3.8mA bajo la incidencia directa de la luz del Sol. Dicha energía eléctrica fue utilizada para encender dos diodos LED, notándose que esta tecnología puede generar la energía requerida por dispositivos de bajo consumo."
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