Un área importante de la investigación actual es el uso de aceptores que no son de fullereno . Si bien los aceptores de fullereno han sido el estándar para la mayoría de los fotovoltaicos orgánicos debido a su compatibilidad con los diseños de celdas de heterounión a granel, así como a sus buenas propiedades de transporte, tienen algunos inconvenientes que están llevando a los investigadores a intentar encontrar alternativas. [119] Algunos aspectos negativos de los aceptores de fullereno incluyen su inestabilidad, que tienen una capacidad de sintonización de energía algo limitada y tienen una absorción óptica deficiente. [119] Los investigadores han desarrollado aceptores de moléculas pequeñas que, debido a su buena capacidad de ajuste de energía, pueden exhibir altos voltajes de circuito abierto. [119]Combinando un donante de polímero (D18) con un aceptor de molécula pequeña (Y6), los científicos han fabricado células solares orgánicas en el laboratorio con eficiencias superiores al 18 %. [120] Sin embargo, aún existen desafíos importantes con los aceptores que no son de fullereno, incluida la baja movilidad de los portadores de carga de los aceptores de moléculas pequeñas, y la gran cantidad de moléculas posibles es abrumadora para la comunidad investigadora. [119]
Un desafío al que se enfrenta el desarrollo de células solares orgánicas que utilizan aceptores no fullerénicos (NFA, por sus siglas en inglés) es la selección de un solvente que tenga un punto de ebullición alto y sea amigable con el medio ambiente, mientras que los solventes convencionales como el cloroformo (CF) tienden a exhibir puntos de ebullición bajos y toxicidad. Dicho solvente es necesario para una mayor ampliación de las células solares orgánicas, pero también se ha asociado con disminuciones en PCE debido a la escasa solubilidad de los materiales donantes y aceptores dentro del solvente. Agregar cadenas de alquilo a los NFA ha llevado a aumentos en la solubilidad pero a disminuciones en el empaquetamiento molecular (apilamiento π), lo que no genera un impacto neto en el PCE. Se ha encontrado que el uso de la asistencia de invitados beneficia tanto la solubilidad como el empaquetamiento molecular.[121]Otra modificación que ha tenido éxito en el desarrollo de energía fotovoltaica orgánica más limpia es el recubrimiento por centrifugado en caliente de sustratos con disolventes no halogenados. Se encontró que la temperatura a la que se operó el recubrimiento por centrifugado en caliente alteró la evolución de la solución a la fase sólida de las mezclas de aceptor-donante, de modo que las temperaturas más altas dieron como resultado una mayor concentración de aceptor en la superficie del sustrato. Esto se debe a que las temperaturas más altas facilitaron la disminución de la agregación y la precipitación, lo que permitió que el sustrato retuviera una concentración de aceptor más alta. En un experimento, las células solares orgánicas construidas con mezclas ternarias de donantes de PM6 y aceptores de Y6-1O y BO-4Cl y varios solventes no halogenados, incluidos o-xileno y tolueno, exhibieron valores de PCE de más del 18 %. que son las fotovoltaicas orgánicas más eficientes construidas con disolventes no halogenados, hasta la fecha. Análisis morfológicos posteriores mostraron que las OPV hiladas en caliente preparadas con solventes no halogenados exhibieron características morfológicas similares a las de las OPV preparadas con solventes halogenados.[122]
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