固体における対称性を破る電荷分離:テトラ ((フェノキシ) ペリレンジミドポリクリスタルフィルム
Carolyn E Ramirez1,2, Su Chen2,3, Natalia E Powers-Riggs2,3
1Department of Chemical and Biological Engineering, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208-3113, United States.
有機光伏の対称性破壊式電荷分離 (SB-CS) は電圧を高める. H-tpPDIフィルムは,ほぼ定量的なSB-CSを示し,オクチル-tpPDIを上回り,効率的な有機太陽電池を約束しています.
科学分野:
- 材料科学
- 太陽光発電
- オーガニック電子
背景:
- シンメトリー破断式電荷分離 (SB-CS) による電子穴ペア生成は,有機光伏 (OPV) のオープン回路電圧を高めるための鍵です.
- 以前の研究は主に溶液中の分子ジマーに焦点を当て,固体装置への適用を制限していた.
研究 の 目的:
- 1,6,7,12-テトラ ((フェノキシ)) ペリレン-3,4: 9,10-ビス ((ディカルボキシミド)) (tpPDI) のポリ結晶薄膜でSB-CSを調査する.
- n-オクチルグループ (オクチル-tpPDI) とイミド窒素原子の水素原子 (H-tpPDI) の間のSB-CS効率を比較する.
主な方法:
- オクチル-tpPDIとH-tpPDIの薄膜製造
- 構造分析のためのX線 difraksionと分散.
- 興奮状態のダイナミクスを探すための一時的吸収スペクトロスコーピー.
主要な成果:
- オクチル-tpPDIとH-tpPDIのフィルムには,π-πの積み重ねがある.
- H-tpPDIは,オクチル-tpPDIと比較して,スリップスタックされた配列と分子間水素結合を多く示しています.
- オクチル-tpPDIは,シングレット刺激と電荷移転状態の混合を示している.
- H-tpPDIは,ほぼ定量的SB-CSを示しています.
結論:
- 分子パッキングと分子間相互作用は,tpPDIフィルムのSB-CS効率に大きく影響する.
- H-tpPDIの構造は効率的なSB-CSを促進し,先進的な有機光伏のアプリケーションに有望な材料となっています.
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