Síntesis, caracterización e incorporación de nanopartículas (esferas y barras) de au en la mezcla (donador/aceptor) p3ht/pcbm con posibilidad de uso en celdas fotovoltaicas orgánicas híbridas

Abstract

En este trabajo se reporta la síntesis y caracterización de nanopartículas de oro (NPs de Au), con morfología irregular, en medio acuoso mediante un método secuencial de crecimiento. Variando solo la cantidad de suspensión semilla de Au fue posible variar el tamaño y forma de las NPs de Au en función del volumen de la suspensión semilla de Au. Por otro lado, los polígonos irregulares presentan resonancia plasmónica de superficie (RPS) en la región del infrarrojo cercano, que favorece la separación de los excitones generados en la interfase de los materiales P3HT/PCBM, los cuales son las sustancias que constituyen la denominada capa activa de las celdas solares orgánicas. Para mejorar la dispersión de las NPs de Au en los componentes orgánicos de la capa activa se sustituyó el ligante cetiltrimetil bromuro de amonio (CTAB) por ácido mercaptosuccinico (MSA) y tetraoctilbromuro de amonio (TOAB), se transfirieron las NPs de Au a tolueno y se evaluó la respuesta óptica mediante espectroscopia de UV-Vis. Los resultados de UV-Vis mostraron que cuando las NPs de Au se encuentran en tolueno, existe un desplazamiento hacia menores longitudes de onda en el espectro electromagnético. Aunado a esto, mediante microscopia de barrido se observó que la morfología de las NPs de Au no cambia, sin embargo, existe agregación. Por último, con el objetivo de observar la dispersión de las NPs de Au después de la transferencia de fase, en la matriz de P3HT/PCBM se depositó una mezcla de NPs de Au/ P3HT/PCBM en un sustrato de vidrio/ITO/PEDOT:PSS (componentes básicos de una celda solar orgánica) mediante spin coating. Mediante microscopia electrónica de barrido no fue posible observar la distribución de las partículas de Au debido a la cantidad de los componentes orgánicos.