Abstracto
Resumen El avance de las células fotovoltaicas orgánicas con aceptores no fullerénicos (NFA) requiere la mitigación de los procesos que limitan la eficiencia. La ingeniería de los grupos terminales y las cadenas laterales de los aceptores son dos herramientas para ajustar las propiedades, y una mejor comprensión de su impacto específico en la fotofísica podría facilitar un diseño de aceptores más preciso. Aquí, el rendimiento del dispositivo, el paisaje energético y la fotofísica de los NFA basados en IDT con terminación de rodanina y dicianovinilo, a saber, O-IDTBR y O-IDTBCN, en células solares basadas en PCE10 se comparan mediante técnicas de espectroscopia óptica y electroóptica transitoria y cálculos de teoría del funcional de la densidad. Se revela cómo los momentos cuadrupolares de los aceptores afectan el paisaje energético interfacial, lo que a su vez causa diferencias en la extinción de excitones, eficiencias de disociación de carga y pérdidas por recombinación geminada frente a no geminada. Más precisamente, se observa que el voltaje de circuito abierto (V OC ) está controlado por la afinidad electrónica (EA) de los aceptores, mientras que la recombinación geminada y no geminada, así como la dependencia del campo en la generación de carga, dependen de los momentos cuadrupolares de los aceptores. Se determinan los parámetros cinéticos y los rendimientos de todos los procesos, y se demuestra que pueden reproducir las diferencias de rendimiento de las características corriente-voltaje de los dispositivos en simulaciones de deriva-difusión de portadores. Los resultados aportan información sobre el impacto del paisaje energético, en particular sobre el papel del momento cuadrupolar del aceptor, más allá de las consideraciones triviales de las diferencias de energía entre donador y aceptor.
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