Relación entre la interacción entre cadenas, la deslocalización del excitón y la separación de carga en mezclas de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.
• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.

Sus antecedentes:

• Los copolímeros donante-aceptante son la clave para las células solares eficientes.
• Comprender la dinámica de separación de carga es crucial para el rendimiento del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto de la cristalinidad y las interacciones entre cadenas en la separación de cargas en los copolímeros PBDTTT.
• Para aclarar los roles de las especies intracatenarias e intercatenarias en las vías de separación de cargas ultrarrápidas.

Principales métodos:

• Variación sistemática de las cadenas laterales de alquilo en los copolímeros PBDTTT.
• Es una combinación de espectroscopia ultrarrápida y química cuántica computacional.
• Caracterización de los niveles de energía, las estructuras de estado excitado y la dinámica.

Principales resultados:

• Las cadenas laterales lineales promueven la cristalinidad y la formación de excitones entre cadenas.
• Una mayor cristalinidad conduce a una separación de carga más lenta debido a una segregación de fase más gruesa.
• Los excitones entre cadenas en los copolímeros de baja brecha de banda son energéticamente desfavorables para la separación de cargas.

Conclusiones:

• Las morfologías optimizadas de las células solares para copolímeros de baja brecha de banda deben diferir de los dispositivos basados en P3HT.
• Los dominios cristalinos de largo alcance pueden ser perjudiciales para el rendimiento de las células solares copolímero de baja brecha de banda.
• La adaptación del empaque molecular es esencial para una separación de carga eficiente en la energía fotovoltaica orgánica.