Avances en las técnicas de crecimiento

Avances en las técnicas de crecimiento [ editar ]

La mayoría de las películas orgánicas para aplicaciones fotovoltaicas se depositan mediante recubrimiento por rotación y deposición en fase de vapor. Sin embargo, cada método tiene ciertos inconvenientes, la técnica de recubrimiento por rotación puede recubrir áreas de superficie más grandes a alta velocidad, pero el uso de solvente para una capa puede degradar la capa de polímero ya existente. Otro problema está relacionado con el patrón del sustrato para el dispositivo, ya que el revestimiento por rotación da como resultado el revestimiento de todo el sustrato con un solo material.

Evaporación térmica al vacío [ editar ]

Fig. 9: Evaporación térmica al vacío (a) y deposición de vapor de fase orgánica (b)

Otra técnica de deposición es la evaporación térmica al vacío (VTE), que implica el calentamiento de un material orgánico al vacío. El sustrato se coloca a varios centímetros de la fuente para que el material evaporado pueda depositarse directamente sobre el sustrato, como se muestra en la Fig. 9(a). Este método es útil para depositar muchas capas de diferentes materiales sin interacción química entre las diferentes capas. Sin embargo, a veces hay problemas con la uniformidad del espesor de la película y el dopaje uniforme sobre sustratos de gran superficie. Además, los materiales que se depositan en la pared de la cámara pueden contaminar deposiciones posteriores. Esta técnica de "línea de visión" también puede crear agujeros en la película debido al sombreado, lo que provoca un aumento en la resistencia en serie del dispositivo y un cortocircuito. ^[100]

Deposición en fase de vapor orgánico [ editar ]

La deposición en fase de vapor orgánico (OVPD), que se muestra en la Fig. 9 (b), permite un mejor control de la estructura y la morfología de la película que la evaporación térmica al vacío. El proceso implica la evaporación del material orgánico sobre un sustrato en presencia de un gas portador inerte. La morfología de la película resultante se puede ajustar cambiando el caudal de gas y la temperatura de la fuente. Se pueden hacer crecer películas uniformes reduciendo la presión del gas portador, lo que aumentará la velocidad y la trayectoria libre media del gas y, como resultado, el espesor de la capa límite disminuirá. Las células producidas por OVPD no tienen problemas relacionados con la contaminación de las escamas que salen de las paredes de la cámara, ya que las paredes están calientes y no permiten que las moléculas se adhieran y produzcan una película sobre ellas.

Otra ventaja sobre VTE es la uniformidad en la tasa de evaporación. Esto ocurre porque el gas portador se satura con los vapores del material orgánico que sale de la fuente y luego se mueve hacia el sustrato enfriado, Fig. 9(b). Dependiendo de los parámetros de crecimiento (temperatura de la fuente, presión base y flujo del gas portador), la película depositada puede ser de naturaleza cristalina o amorfa. Los dispositivos fabricados con OVPD muestran una densidad de corriente de cortocircuito más alta que la de los dispositivos fabricados con VTE. Una capa adicional de heterounión donante-aceptor en la parte superior de la célula puede bloquear los excitones, al tiempo que permite la conducción de electrones; lo que resulta en una eficiencia celular mejorad

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