Incluencia del espesor de la capa activa y del annealing del dispositivo en el funcionamiento de células solares orgánicas basadas en P3HT/PCBM

Abstract

El objetivo de este proyecto fin de carrera es realizar un estudio de la influencia del espesor de la capa activa y del annealing1 del dispositivo en el rendimiento de células solares orgánicas basadas en P3HT/PCBM. Para ello se fabricarán dispositivos con distintos espesores de capa activa y se caracterizarán antes y después del tratamiento térmico (annealing). Se ha escogido este tipo de dispositivos orgánicos debido al interés que están despertando en la comunidad científica. Las células solares orgánicas están aún en fase de estudio y desarrollo en laboratorios. Aún así, y debido a las enormes ventajas que presentan, se está investigando mucho en este campo desde principios de los 90. Se están realizando estudios acerca de los polímeros utilizados en la capa activa. En nuestro caso se utilizará una mezcla de poly(3-hexylthiophene) (P3HT) y phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM). Para la fabricación de estos dispositivos se utilizan tres técnicas: fotolitografía, deposición por giro (spin-coating) y evaporación de metales. Se trata de un proceso artesanal realizado con instrumental de laboratorio. Los dispositivos fabricados serán encapsulados para que sufran una menor degradación y así alargar su tiempo de vida. Se fabricarán y caracterizarán distintas células solares orgánicas, variando el espesor de la capa activa. Para conseguir distintos espesores se realizarán disoluciones a diferentes concentraciones (2%, 4% y 6%). El disolvente utilizado será clorobenceno anhidro. En el primer capítulo de este proyecto se hará una introducción a la electrónica orgánica, se expondrá el estado del arte de células solares orgánicas y se hará un estudio en profundidad de este tipo de células solares. Se detallará su funcionamiento, su estructura, su clasificación y por último los métodos de fabricación más habituales. En el segundo capítulo se detallarán los objetivos que se plantean en este proyecto fin de carrera. En el tercer capítulo se explicarán los materiales y equipos utilizados para la fabricación y caracterización de las células solares orgánicas. Posteriormente se detallará el proceso de fabricación completo, pasando por todas sus fases de desarrollo. 1 annealing = recocido ~ 12 ~ En el cuarto capítulo se expondrán los resultados obtenidos. Primeramente con respecto al espesor de la capa activa y en segundo lugar respecto al annealing aplicado a los dispositivos. Por último, en el quinto capítulo se resumen las principales conclusiones del proyecto y se presentan las líneas futuras del mismo.