February 13, 2012

TANDEM POLYMER SOLAR CELLS FEATURING A SPECTRALLY MATCHED LOW-BANDGAP POLYMER


"Tandem polymer solar cells featuring a spectrally matched low-bandgap polymer". L. Dou, J. You, J. Yang, C. C. Chen, Y. He, S. Murase, T. Moriarty, K. Emery, G. Li, Y. Yang. NATURE PHOTONICS. In Press. DOI:10.1038/nphoton.2011.356

Tandem solar cells provide an effective way to harvest a broader spectrum of solar radiation by combining two or more solar cells with different absorption bands. However, for polymer solar cells, the performance of tandem devices lags behind single-layer solar cells mainly due to the lack of a suitable low-bandgap polymer. Here, we demonstrate highly efficient single and tandem polymer solar cells featuring a low-bandgap conjugated polymer (PBDTT-DPP: bandgap, ~1.44 eV). A single-layer device based on the polymer provides a power conversion efficiency of ~6%. When the polymer is applied to tandem solar cells, a power conversion efficiency of 8.62% is achieved, which is, to the best of our knowledge, the highest certified efficiency for a polymer solar cell to date.

Celdas solares tándem proporcionan una manera efectiva de colectar un espectro más amplio de luz solar, a partir de la combinación de dos o más celdas solares con bandas de absorción diferentes. Sin embargo, en el caso de las celdas solares poliméricas, el desempeño de los dispositivos tándem está rezagado respecto al de celdas solares monocapa, debido principalmente a la falta de polímeros con una brecha de energía pequeña. Aquí se demuestran celdas solares poliméricas monocapa y tándem altamente eficientes, que usan un polímero conjugado de brecha de energía pequeña (PBDTT-DPP: brecha de energía ~1.44 eV). Un dispositivo monocapa basado en este polímero proporciona una eficiencia de conversión de potencia de  ~6%. Cuando el polímero es aplicado a celdas solares tándem, se obtiene una eficiencia de conversión de potencia de 8.62%, la cual, hasta donde sabemos, es actualmente la eficiencia certificada más alta para una celda solar polimérica.

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