La fluoración de cadenas laterales es un método eficaz para mejorar el rendimiento de transporte de portadores en materiales, pero actualmente hay pocos informes sobre la mejora del rendimiento fotovoltaico de las células solares orgánicas basadas en esta estrategia. Por lo tanto, en este artículo se diseñaron y sintetizaron tres materiales no fullerénicos tipo receptor-donador-receptor (A-D-A) basados en di(tiofeno fusionado con ciclopentadieno) y carbazol (HP1, HP2 y HP3), y se estudió el efecto de la fluoración de las cadenas laterales y los grupos terminales en el rendimiento de los materiales. En comparación con HP2 con cadenas laterales fluoradas, HP1 con solo los grupos terminales fluorados mostró una absorción desplazada al rojo y niveles de energía más bajos. Al introducir átomos de flúor en la cadena lateral de HP1, el nivel del orbital molecular más bajo no ocupado (LUMO) de HP3 se incrementó, y la brecha de banda óptica (E_g) aumentó de 1,57 eV a 1,61 eV. En comparación con HP1 y HP2, la película mezclada basada en PM6:HP3 mostró morfología de separación de fases más evidente y un mejor rendimiento de transporte de portadores, con una eficiencia de conversión de energía (PCE) aumentada al 11,48 % y un voltaje en circuito abierto (V_oc) de 0,97 V. Sin embargo, la PCE del dispositivo basado en PM6:HP1 se redujo a 11,08 % y el V_oc a 0,93 V. El dispositivo basado en PM6:HP2 solo mostró una PCE del 4,20 %. Es destacable que el dispositivo basado en PM6:HP1:HP3 (1:0,5:0,5, w/w/w) mejoró aún más la PCE a 11,95 %. Los resultados indican que la fluoración de las cadenas laterales es una estrategia efectiva para mejorar el rendimiento fotovoltaico de dispositivos de células solares orgánicas.

receptor no fullerénico;célula solar orgánica;di(tiofeno fusionado con ciclopentadieno) y carbazol;fluoración de cadenas laterales;eficiencia de conversión de energía