[en] Since its emergence as an alternative for photovoltaic energy conversion, the field of organic solar cells has experienced significant progress, especially in the last 15 years. The high interest in organic photovoltaics (OPV) technology is mostly due to its lowcost potential. Relevant scientific advances have pushed power conversion efficiencies up to 12%, which is encouraging for bringing OPV to market. However, other decisive aspects for their industrialisation have been less attended. This thesis deals with three key issues that OPV technology has to face in order to achieve a reliable lab-to-fab transfer. First, approaches for large-scale processing and post-processing are needed, ideally with reduced cost. In this work a broad investigation in inkjet printing is presented. A deep understanding on this roll-to-roll compatible technique is necessary to achieve suitable layer morphology. The drying kinetics of the wet film has been found to be especially critical. In relation to this, a new method to determine appropriate printing patterns for active layer deposition has been developed. Moreover, an alternative post-processing treatment called vapour printing is demonstrated for OPV devices. Using this method with suitable solvent vapour, the annealing of the active layer can be achieved in much shorter times as compared to other treatments. Another aspect that has been poorly attended is related to the solvents used for OPV processing, specifically for active layer deposition. Typically halogenated solvents such as chlorobenzene or o-dichlorobenzene are employed, being some of them banned for industrial applications. Their replacement by green formulations is therefore a major need. In order to find suitable green solvent systems, a method based on solubility has been used. This method, previously demonstrated for polymeric solar cells, is successfully extended in this thesis for small molecule based devices. New insights into the accuracy of the method are also provided. A major contributor to the cost of an OPV module is the indium-tin-oxide (ITO), commonly used as a transparent conductive electrode. Further reasons to replace this component include its modest flexibility and conductivity, which may limit current extraction in large area devices. One possible alternative are metallic grids combined with a transparent semiconductor layer. Although the conductivity issue is solved, other factors still limit current extraction. The new method used in this work to prepare such structures overcomes these features. Efficient, ITO-free devices are demonstrated.

[es] Desde su aparición como alternativa para la conversión de energía fotovoltaica, el campo de las células solares orgánicas ha experimentado un progreso significativo, especialmente en los últimos 15 años. El gran interés en la tecnología fotovoltaica orgánica (OPV, por sus siglas en inglés) se debe principalmente a su potencial bajo coste. Relevantes avances científicos han empujado las eficiencias de conversión energética hasta el 12%, lo que alienta el acercamiento de las OPV al mercado. Sin embargo, otros aspectos decisivos para su industrialización han sido menos atendidos. Esta tesis trata tres cuestiones clave que la tecnología OPV tiene que afrontar para alcanzar una transferencia fiable del laboratorio a la industria. En primer lugar, se necesitan estrategias para el procesado y post-procesado a gran escala, idealmente con un coste reducido. En este trabajo se presenta una amplia investigación en inkjet printing. Es necesario tener un profundo conocimiento sobre esta técnica compatible con roll-to-roll para obtener morfologías de capa adecuadas. Se ha encontrado que la cinética de secado de la capa es especialmente crítica. En relación a esto, se ha desarrollado un nuevo método para determinar patrones de impresión adecuados para la deposición de la capa activa. Además, se ha demostrado el uso de un tratamiento alternativo llamado vapour printing en dispositivos OPV. Utilizando este método con vapores de disolvente aptos, el tratamiento de la capa activa se puede alcanzar en tiempos mucho más cortos en comparación con otras técnicas. Otro aspecto que ha sido poco atendido está relacionado con los disolventes utilizados en el procesado de las OPV, especialmente en la deposición de la capa activa. Típicamente se emplean disolventes halogenados, como el clorobenceno o diclorobenzeno, estando alguno de ellos prohibidos en aplicaciones industriales. Su substitución por formulaciones verdes es, por tanto, una necesidad primordial. Para encontrar sistemas aptos de disolventes verdes, se ha utilizado un método basado en la solubilidad. Este método, previamente demostrado para células solares poliméricas, se extiende de manera exitosa en esta tesis para dispositivos basados en pequeña molécula. También se aportan nuevos conocimientos sobre la precisión del método. El óxido de indio y estaño (ITO, por sus siglas en inglés), frecuentemente utilizado como electrodo conductor transparente, contribuye de manera importante en el coste de un módulo OPV. Otros motivos para substituir este componente incluyen su modesta flexibilidad y conductividad, lo que puede limitar la extracción de corriente eléctrica en dispositivos de gran área. Una posible alternativa son las redes metálicas combinadas con una capa transparente semiconductora. A pesar de que el aspecto de la conductividad queda solucionado, otros factores limitan aún la extracción de corriente. El nuevo método utilizado en este trabajo para preparar estas estructuras vence estos aspectos. Se demuestran dispositivos eficientes libres de ITO.