Hacia un diseño racional de derivados de poli (2,7-carbazoles) para las células solares

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Electrónica orgánica y electrónica orgánica.
• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.

Sus antecedentes:

• El desarrollo de células solares orgánicas eficientes requiere nuevos polímeros semiconductores.
• Los derivados de poli ((2,7-carbazole) son candidatos prometedores debido a sus propiedades electrónicas sintonizables.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar derivados optimizados de poli (2,7-carbazol) para mejorar el rendimiento de las células solares.
• Investigar la relación entre la estructura del polímero, los niveles de energía y la eficiencia del dispositivo.

Principales métodos:

• Modelado teórico y cálculos de DFT en compuestos de modelos.
• Reacción de acoplamiento Suzuki para la síntesis de copolímeros alternos.
• Caracterización experimental de las propiedades del polímero (HOMO, LUMO, band gap, peso molecular, movilidad del agujero).

Principales resultados:

• Se lograron copolímeros alternos de brecha de banda baja con una buena correlación entre los niveles de energía teóricos y experimentales.
• Se identificó la fracción de carbazol como clave para el nivel HOMO y el comonomero de retirada de electrones para el nivel LUMO.
• Se ha demostrado una movilidad significativa del agujero (1 x 10 (((-3) cm2 x V ((-1) x s ((-1)) y una eficiencia de conversión de potencia (PCE) de hasta el 3,6%.

Conclusiones:

• El peso molecular y la organización del polímero son cruciales para el rendimiento de las células solares, además de los niveles de energía.
• El diseño racional de derivados simétricos, con baja brecha de banda, de poli (2,7-carbazol) tiene potencial para nuevas mejoras de eficiencia.