Des chercheurs de l'Institute for Molecular Science au Japon rapportent que les cellules solaires organiques (OSC) avec une mobilité élevée et des matériaux donneurs (D) et accepteurs (A) hautement cristallins ont pu réduire une perte de tension en circuit ouvert (COV). L'origine de la teneur élevée en COV était que l'interface N/A hautement cristalline réduisait la perte d'énergie liée à la recombinaison de charge. Les résultats démontrent qu'une conception soignée de l'interface N/A permet des rendements de conversion de puissance élevés dans les OSC.

Les rendements de conversion de puissance des cellules solaires organiques (OSC) basées sur des mélanges de matériaux semi-conducteurs donneurs d'électrons (D) et accepteurs (A) dépassent désormais 16 %. Cependant, il est encore inférieur à celui des SC inorganiques très performants comme le GaAs. L'efficacité de génération de charge dans les OSC est aujourd'hui de près de 100 pour cent, ainsi réduire la perte d'énergie dans la tension de sortie est d'une importance critique pour améliorer encore l'efficacité des cellules solaires organiques.

Le groupe du professeur adjoint Seiichiro Izawa et du professeur Masahiro Hiramoto de l'Institute for Molecular Science au Japon rapporte que les OSC à haute mobilité et matériaux donneurs (D) et accepteurs (A) hautement cristallins ont pu réduire une tension en circuit ouvert (V CO ) perte. Les chercheurs ont fabriqué des OSC bicouches modèles à l'aide de ces molécules (Fig. 1a). La cristallinité de la couche acceptrice pourrait être modifiée par une sélection appropriée des trois molécules avec différentes longueurs de chaîne latérale alkyle. Le V CO s'est avéré augmenter à mesure que la cristallinité de la couche acceptrice augmentait. Le V CO la perte était très faible par rapport aux valeurs des OSC rapportées (Fig 1b). L'origine du haut V CO était que l'interface N/A hautement cristalline réduisait la perte d'énergie liée à la recombinaison de charge dans la tension de sortie en réalisant une recombinaison idéale de bande à bande. Surtout, la cristallinité élevée des plusieurs couches moléculaires (moins de 6 nm) à proximité de l'interface D/A était importante pour réaliser le V élevé CO . Les résultats démontrent qu'une conception soignée de l'interface N/A permet d'obtenir des rendements de conversion de puissance élevés dans les OSC en réduisant la perte de tension en circuit ouvert.