Studies on organic solar cells based on small-molecules : tetraphenyldibenzoperiflanthene and fullerene C70

This work deals with the research on organic solar cells based on small-molecules semiconductors. In particular, organic solar cells of this thesis have been used tetraphenyldibenzoperiflanthene as donor material and fullerene C70 as acceptor material. In the first part of this thesis, we focus on the influence of the density of states of the donor layer on the characteristic parameters of solar cells. Further, organic solar cells with p-i-n structure are presented, where the intrinsic layer is obtained by coevaporation of donor and acceptor. The influence of the thickness of the intrinsic layer on the p-i-n solar cell characteristic is analysed. In the second part, an equivalent circuit for organic solar cells is presented. A new term is added to the standard model representing recombination losses in the active layer of the device. The analysis of the characteristics of current - voltage measured at different illumination intensities allows the estimation of the term recombination. The model clearly separates technological issues (series and parallel resistance) from effects related to the physics of the device (recombination losses). It also allows obtaining an effective mobility-lifetime product in the active layer of the device to be determined, characterising its state of degradation.En aquesta tesi s’investiguen cèl·lules solars orgàniques basades en semiconductors de petita molècula. En particular, les cèl·lules solars orgàniques d’aquesta tesi han emprat tetraphenyldibenzoperiflanthene com material donador i ful·lerè C70 com material acceptador. En la primera part d'aquesta tesi, ens centrem en la influència de la densitat d'estats de la capa donadora en els paràmetres característics de les cèl·lules solars. Més endavant, es presenten cèl·lules solars orgàniques amb una estructura p-i-n, on la capa intrínseca s'obté per l'evaporació conjunta del donador i l’acceptador. S'analitza la influència del gruix de la capa intrínseca de la cèl·lula solar p-i-n en la característica de la cèl·lula solar. En la segona part, es presenta un circuit equivalent per a les cèl·lules solars orgàniques. S'afegeix un nou terme en el model estàndard que representa les pèrdues de recombinació a la capa activa del dispositiu. L’anàlisi de les característiques de corrent-tensió mesurades a diferents intensitats de llum permeten l'estimació del terme de recombinació. El model separa clarament les qüestions tecnològiques (resistències en sèrie i en paral·lel) dels efectes relacionats amb la física del dispositiu (pèrdues de recombinació). També permet l’obtenció d’un producte de la mobilitat - temps de vida efectiu a la capa activa del dispositiu a ser determinat, la caracterització del seu estat de degradació

A rapid, low-cost, and scalable technique for printing state-of-the-art organic field-effcet transistors

In the last few years exciting advances have been achieved in developing printing techniques for organic semiconductors, and impressive mobility values have been reported for the resulting organic field-effect transistors (OFETs). However, not all these techniques are scalable and some of them require additional crystallization steps. This study reports on the fabrication of OFETs employing blends of four benchmark organic semiconductors with polystyrene and demonstrates that applying the same formulation and experimental conditions for printing them, highly reproducible and uniform crystalline films exhibiting high OFET performance are successfully achieved. It is noted that the mobility values achieved here are not the highest reported for the studied materials; however, they are state-of-the-art values and could be regarded as exceptional considering the low cost and fast speed of the fabrication process involved here.Peer ReviewedPostprint (published version

Large Stokes shift downshifting Eu(III) films as efficiency enhancing UV blocking layers for dye sensitized solar cells

Large Stokes shift downshifting organolanthanide complex, Eu(tta)(3)phen, is examined for inclusion in polymeric layers to replace the UV blocking layer in dye sensitized solar cell (DSSC) technology. The UV blocking layer increases stability but power conversion efficiency decreases as incident UV photons are not converted into photocurrent. Eu(tta) 3phen doped polymeric film are prepared and attached to DSSC devices following optimized thickness and concentration from a ray-trace numerical model for the specific DSSC. External quantum efficiency is significantly increased in the UV spectral region compared to DSSCs utilizing a passive, non-luminescent, UV-BL. High Eu(tta)(3)phen film transparency in the visible range minimizes DSSC EQE losses at visible wavelengths. Short-circuit current (I-sc) enhancement due to downshifting is demonstrated (similar to 1%) in small-scale DSSC prototypes, where the specific geometry limits the photon collection efficiency and overall enhancement. Model predictions indicate that 2%-3% I-sc enhancement is realizable in flexible single DSSC compared to, non-luminescent, UV-BL. Added to this, in outdoor conditions taking into account diffuse light, the increment in Isc can increase 50% more. Although photostability of the blended LSS-DS polymer films is not sufficient to be useful for medium-long term outdoor PV applications, the results demonstrate that significant efficiency enhancement can be realized. (C) 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, WeinheimPeer ReviewedPostprint (author’s final draft

Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (4th edition)1.

In 2008, we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, this topic has received increasing attention, and many scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Thus, it is important to formulate on a regular basis updated guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Despite numerous reviews, there continues to be confusion regarding acceptable methods to evaluate autophagy, especially in multicellular eukaryotes. Here, we present a set of guidelines for investigators to select and interpret methods to examine autophagy and related processes, and for reviewers to provide realistic and reasonable critiques of reports that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a dogmatic set of rules, because the appropriateness of any assay largely depends on the question being asked and the system being used. Moreover, no individual assay is perfect for every situation, calling for the use of multiple techniques to properly monitor autophagy in each experimental setting. Finally, several core components of the autophagy machinery have been implicated in distinct autophagic processes (canonical and noncanonical autophagy), implying that genetic approaches to block autophagy should rely on targeting two or more autophagy-related genes that ideally participate in distinct steps of the pathway. Along similar lines, because multiple proteins involved in autophagy also regulate other cellular pathways including apoptosis, not all of them can be used as a specific marker for bona fide autophagic responses. Here, we critically discuss current methods of assessing autophagy and the information they can, or cannot, provide. Our ultimate goal is to encourage intellectual and technical innovation in the field

Diseño de la puesta en paralelo para inversores de potencia monofásicos controlados con DSP

El presente proyecto realiza un estudio y analisis sobre distintos métodos para la implementación de la paralelización de inversores monofásicos. Los métodos planteados para el estudio han sido la comunicación mediante bus CAN, la comunicación en serie, la comunicación en serie – paralelo, la comunicación en paralelo y la comunicación analógica mediante PWM. Como se puede apreciar se trabaja tanto con protocolos de comunicación ya establecidos como con protocolos creados para esta aplicación. Se realizan pruebas experimentales con la comunicación en paralelo en prototipos de inversores monofásicos de 350VA, ya que este método resula el más rápido y robusto frente al ruido eléctrico

Fabrication and characterization of small molecule organic solar cells

Durant l'última dècada, les cèl·lules solars orgàniques han atret molt l’atenció pel seu potencial com dispositius d'energia renovables degut al seu baix cost, flexibilitat i possibilitat de realitzar dispositius en grans àrees. Una àmplia investigació ha estat dedicada a la millora de les eficiències de conversió de energia i estabilitat de les cèl·lules solars orgàniques per la seva comercialització en un futur pròxim. Per la millora de la eficiència de les cèl·lules són determinants diversos factors, com per exemple: el contacte de la capa donadora d’electrons amb l’ànode o la interfície entre el material donador i l’acceptador d’electrons. En aquest treball, s’ha estudiat l’efecte de l’òxid de molibdè i el PEDOT:PSS com a capa transportadora de forats en contacte amb l’òxid d’indi dopat amb estany (ITO) en cèl·lules solars orgàniques de petita molècula basades en la ftalocianina de coure CuPc i fulerè C60 amb estructura bicapa. D’altra banda, s’ha analitzat l’efecte del gruix de la capa intrínseca en la heterounió de cèl·lules solars orgàniques amb estructura p-i-n

Diseño de la puesta en paralelo para inversores de potencia monofásicos controlados con DSP

El presente proyecto realiza un estudio y analisis sobre distintos métodos para la implementación de la paralelización de inversores monofásicos. Los métodos planteados para el estudio han sido la comunicación mediante bus CAN, la comunicación en serie, la comunicación en serie – paralelo, la comunicación en paralelo y la comunicación analógica mediante PWM. Como se puede apreciar se trabaja tanto con protocolos de comunicación ya establecidos como con protocolos creados para esta aplicación. Se realizan pruebas experimentales con la comunicación en paralelo en prototipos de inversores monofásicos de 350VA, ya que este método resula el más rápido y robusto frente al ruido eléctrico

Model for the charge carrier collection in organic small-molecule solar cells

Postprint (published version