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Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Investigadores/as Institucionales

Leon, SalvadorAutor o Coautor

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9 de febrero de 2025
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Artículo
Sí

Comparative Study of Iminodibenzyl and Diphenylamine Derivatives as Hole Transport Materials in Inverted Perovskite Solar Cells

Publicado en: CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL. 31 (13): e202404251- - 2025-03-03 31(13), DOI: 10.1002/chem.202404251

Autores:

Caicedo-Reina, M; Rocha-Ortiz, JS; Wu, JC; Bornschlegl, AJ; Leon, S; Barabash, A; Perea, JD; Wang, YN; Arango-Marín, V; Ortiz, A; Lüer, L; Hauch, JA; Insuasty, B; Brabec, CJ
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Afiliaciones

Forschungszentrum Julich, Helmholtz Inst Erlangen Nurnberg HI ERN, Dept High Throughput Methods Photovolta, Immerwahrstr 2, D-91058 Erlangen, Germany - Autor o Coautor
Friedrich Alexander Univ Erlangen Nurnberg, Inst Mat Elect & Energy Technol I MEET, Dept Mat Sci & Engn, Martensstr 7, D-91058 Erlangen, Germany - Autor o Coautor
Univ ICESI, Dept Biochem Engn, Calle 18 22-135, Cali 760031, Colombia - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Chem & Environm Engn, ETSIIM, Jose Gutierrez Abascal 2, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor
Univ Valle, Dept Chem, Grp Invest Comp Heterocicl, Calle 13 100-00, Cali 760032, Colombia - Autor o Coautor
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Resumen

Perovskite solar cells (PSCs) have recently achieved over 26 % power conversion efficiency, challenging the dominance of silicon-based alternatives. This progress is significantly driven by innovations in hole transport materials (HTMs), which notably influence the efficiency and stability of PSCs. However, conventional organic HTMs like Spiro-OMeTAD and PTAA, although highly efficient, suffer from thermal degradation, moisture ingress, and high cost. This study explores the potential of iminodibenzyl, a moiety known for its strong electron-donating capabilities in pharmaceutical applications, as a novel HTM. A series of fluorene-based derivatives incorporating iminodibenzyl (TMF-2 and TDF-2) and diphenylamine (TMF-1 and TDF-1) units were synthesized and characterized. The new HTMs demonstrated commendable optical, electrochemical, and thermal properties, as well as enhanced photostability. Among them, TDF-2 achieved a power conversion efficiency (PCE) of 19.38 %, the highest of the new materials. Although these efficiencies are slightly lower than the benchmark PTAA (20.20 %), the study underscores the potential of iminodibenzyl to enhance photostability and increase HOMO levels, making it a promising candidate for future HTM development in PSCs.
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Palabras clave

Affordable and clean energyArticleBenchmarkingComparative studyComparatives studiesControlled studyDiphenylamineDiphenylamine derivativeDiphenylamine derivativesDyeEfficientErythromycinFluoreneFluorene based derivativesFluorene-based derivativesHalide perovskitesHole transport materialsIminodibenzylIndium alloysLayersMoistureNanocompositesOrganic hole transport materialsPerovskitePerovskite solar cellPerovskite solar cellsPhoto-stabilityPhotostabilityPower conversion efficienciesSiliconSilicon-basedSolar cellThermal degradation'

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Organic Chemistry.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-03-17:

  • WoS: 3
  • Scopus: 3
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-03-17:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 1.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 1 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/94245/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 20
  • Descargas: 3
Siguiendo con el impacto social del trabajo, es importante enfatizar el hecho de que, por su contenido, puede ser asignado a la línea de interés del ODS 7 - Affordable and clean energy, con una probabilidad del 65% según el algoritmo mBERT desarrollado por Aurora University.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Colombia; Germany.

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Objetivos del proyecto

La aportación persigue los siguientes objetivos: analizar el desempeño de derivados de iminodibenzil y difenilamina como materiales de transporte de huecos (HTMs) en células solares de perovskita invertidas; sintetizar y caracterizar una serie de derivados basados en fluoreno que incorporan unidades de iminodibenzil (TMF-2 y TDF-2) y difenilamina (TMF-1 y TDF-1); evaluar las propiedades ópticas, electroquímicas y térmicas de los nuevos HTMs; determinar la eficiencia de conversión de potencia (PCE) alcanzada por estos materiales, destacando el 19.38 % logrado por TDF-2; comparar estas eficiencias con el estándar PTAA (20.20 %); y valorar el potencial del iminodibenzil para mejorar la fotostabilidad y aumentar los niveles HOMO en PSCs.
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Resultados más relevantes

El estudio presenta una comparación detallada de derivados de iminodibenzyl y diphenylamine como materiales de transporte de huecos en células solares de perovskita invertidas. Los resultados más relevantes son: (1) se sintetizaron y caracterizaron derivados fluoreno con unidades de iminodibenzyl (TMF-2 y TDF-2) y diphenylamine (TMF-1 y TDF-1) con propiedades ópticas, electroquímicas y térmicas favorables; (2) los nuevos HTMs mostraron una fotostabilidad mejorada respecto a materiales convencionales; (3) el compuesto TDF-2 alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 19,38 %, la más alta entre los nuevos materiales; (4) aunque estas eficiencias son ligeramente inferiores al PTAA (20,20 %), se evidenció un aumento en los niveles HOMO y una mayor fotostabilidad con iminodibenzyl, destacando su potencial para futuras aplicaciones en PSCs.
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Reconocimientos ligados al ítem

M. C. R., J. S. R. O. and J. W. contributed equally to this work and shared first authorship. M. C. R., A. O. and B. I. thank the Universidad del Valle and MINCIENCIAS for the Doctorados Nacionales 785/2017 Scholarship Program. J. S. R. O., J. W. and V. A. M. gratefully acknowledge the financial support from the Helmholtz Association in the framework of the innovation platform "Solar TAP". J. W. acknowledges the financial support from the SinoGerman Postdoc Scholarship Program (CSC-DAAD). A. J. B., L. L. and C. J. B. gratefully acknowledge financial support from the German Research Foundation (DFG) (BR 4031/22-1). S. L. gratefully acknowledges the Universidad Politecnica de Madrid for providing computing resources on Magerit Supercomputer. V. A. M. thanks the MINCIENCIAS for the Doctorados en el Exterior 885 Scholarship Program. J. A. H. and C. J. B. gratefully acknowledge the grants "ELF-PVDesign and development of solution processed functional materials for the next generations of PV technologies" (No. 44-6521a/20/4) by the Bavarian State Government. C. J. B. gratefully acknowledges financial support through the "Aufbruch Bayern" initiative of the state of Bavaria (EnCN and "Solar Factory of the Future"), the Bavarian Initiative "Solar Technologies go Hybrid" (SolTech), and the German Research Foundation (DFG) SFB 953-No. 182849149, and GRK2495 (ITRG2495). Open Access funding enabled and organized by Projekt DEAL.
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