(PhysOrg.com) - Los dispositivos orgánicos se han beneficiado enormemente de los notables avances en la química orgánica sintética que han permitido la síntesis de una amplia variedad de moléculas conjugadas π con atractivas funciones electrónicas.
En Química:una revista asiática , Wei-Shi Li, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, y compañeros de trabajo, con sede en el Instituto de Química Orgánica de Shanghai (China), Riken (Saitama, Japón), y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (Tokio) describen la estrategia de diseño racional utilizando la incompatibilidad de la cadena lateral de una díada donante-aceptor (D-A) conectada covalentemente para sintetizar heterouniones p / n orgánicas con precisión a nivel molecular.
Aunque los dispositivos orgánicos se pueden diseñar fácilmente, sin un diseño molecular adecuado que permita el ordenamiento de largo alcance de moléculas conjugadas π, los dispositivos resultantes rara vez mostrarán el rendimiento esperado. Los dispositivos fotovoltaicos orgánicos de película delgada requieren moléculas donantes de electrones (D) y receptores (A) para ensamblarse homotrópicamente para formar una heterounión. Adicionalmente, para lograr una separación de carga fotoinducida altamente eficiente, los dominios semiconductores de tipo p y n resultantes deben estar conectados a una larga distancia. Sin embargo, Los componentes D y A tienden a ensamblarse mediante una interacción de transferencia de carga (CT), desfavorable para la conversión fotoeléctrica.
El oligotiofeno (OT) y la perilendiimida (PDI) se han sintetizado para formar díadas D-A unidas covalentemente, que llevan en sus extremos cadenas laterales incompatibles o compatibles. Las díadas con las cadenas laterales incompatibles se autoensamblan intrínsecamente en estructuras nanofibrosas, mientras que la díada que contiene las cadenas laterales compatibles dio como resultado microfibras mal definidas. Mediciones de conductividad de microondas con resolución temporal de fotólisis flash, junto con la espectroscopia de absorción transitoria, muestra claramente que el conjunto con las cadenas laterales incompatibles exhibe un rendimiento fotoconductor mucho mayor que el de las cadenas laterales compatibles.
Esta estrategia de diseño con "incompatibilidad de cadena lateral" promete la realización de heterouniones p / n de díadas D-A conectadas covalentemente. Es más, esta estrategia de diseño puede dar lugar a una integridad estructural de largo alcance que es esencial para un excelente rendimiento del dispositivo. Aida escribe que "la elaboración de díadas D-A incompatibles con cadenas laterales en términos de rango de absorción y propiedades de transporte de portadores es un tema digno de más investigaciones para el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos de ingeniería molecular".
