Metallic oxides, sulfides, and carbon-based materials as hole extracting layers in organic photovoltaic devices

Abstract

La mayor parte de la generación de energía utiliza combustibles fósiles, que liberan gases nocivos de dióxido de carbono a la atmósfera terrestre. Una alternativa sostenible y rentable para satisfacer la demanda energética de la población humana son las celdas solares orgánicas (OSCs por sus siglas en inglés). Dentro de los avances en los OSCs, el desarrollo de materiales de interfaz eficientes y estables es importante para lograr un alto rendimiento, estabilidad a largo plazo, bajos costos y una aplicabilidad más amplia. Los materiales inorgánicos y aquellos a base de carbono muestran una función de trabajo adecuada, propiedades ópticas/electrónicas sintonizables, estabilidad a la humedad y fácil procesamiento de la solución, lo que los hace atractivos como capas extractora de agujeros (HELs por sus siglas en inglés) para OSCs. Esta revisión analiza el progreso reciente en óxidos metálicos, sulfuros metálicos y materiales a base de carbono como HELs en OSCs durante los últimos cinco años. Para facilitar la fabricación y la rentabilidad de las OSCs, se utilizan precursores procesados en solución para preparar HELs de óxidos metálicos (MoO3, WOx, VOx, NiOx, CuOx), sulfuros metálicos (MoS, WS, NiS, CuS) y nanocarbonos (GO, CNT, CQD). Actualmente, la investigación sobre los precursores en solución aún está en curso. Los esfuerzos en investigación y tecnología han optimizado los métodos de preparación y deposición. Las estrategias de dopaje, formación de compositos/híbridos, y modificaciones también han ajustado las propiedades ópticas/eléctricas de los óxidos metálicos, sulfuros metálicos y nanocarbonos como HELs para obtener OSCs eficientes y estables. Esta revisión destaca el impacto de la estructura, la composición y las condiciones de procesamiento de los materiales inorgánicos y nanocarbonos como HEL en las OSCs convencionales e invertidas. Estudios posteriores en la ingeniería de capas de interfaz y su relación con el mecanismo de movilidad de los agujeros son indispensables para mejorar la eficiencia de los OSCs.