Relacionar la estructura química con el rendimiento del dispositivo a través del control de la morfología en...

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:

• Los polímeros de baja banda gap basados en dicetopirrolopirrol (DPP) son cruciales para los transistores orgánicos de efecto de campo (OFET) y los fotovoltaicos orgánicos (OPV).
• Comprender la relación estructura-morfología-rendimiento es clave para optimizar estos materiales.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo las variaciones de la estructura química en los polímeros basados en DPP afectan sus propiedades físicas y el rendimiento del dispositivo.
• Explorar el papel de los disolventes y aditivos en el control de la morfología de la película delgada y las características del dispositivo.

Principales métodos:

• Síntesis de polímeros de brecha de banda baja basados en DPP con núcleos de donantes variados.
• Procesamiento de película delgada utilizando solventes simples y mezclas de solventes.
• Caracterización del comportamiento cristalino y la morfología de la mezcla utilizando dispersión resonante de rayos X blandos.
• Fabricación de dispositivos y pruebas de rendimiento para OFET y OPV.

Principales resultados:

• Las modificaciones de la estructura química alteraron significativamente el comportamiento cristalino, la morfología de la mezcla y el rendimiento del dispositivo.
• El procesamiento a partir de mezclas de disolventes mejoró la orientación de borde y la formación de fibrillas.
• Las mezclas de disolventes en heterounión a granel (BHJ) mezclan la separación de fase reducida, creando una morfología de red fibrilar que mejora el rendimiento de OPV.
• La dispersión de rayos X blandos de resonancia reveló ideas sobre el empaque de la cadena de polímero dentro de las fibrillas.

Conclusiones:

• La morfología y el rendimiento en los OPV se correlacionan directamente con la escala de longitud característica de la red fibrilar.
• Las condiciones de procesamiento impactan significativamente la morfología y el rendimiento tanto en OFET como en OPV.
• Se pueden aplicar estrategias de procesamiento similares para optimizar los dispositivos OFET y OPV basados en polímeros DPP.