The mixed alloyed chemical composition of chloro-(chloro)n-boron subnaphthalocyanines dictates their physical properties and performance in organic photovoltaic devices – Journal of Materials Chemistry A (RSC Publishing)

Chloro-boron subnaphthalocyanine (Cl-BsubNc) has recently attracted significant interest as a light-harvesting and charge transporting material in organic photovoltaic devices (OPVs) by enabling an 8.4% efficient planar heterojunction OPV cell. Předkládáme zde řadu experimentálních údajů, které podporují závěr, že Cl-BsubNc, ať už syntetizovaný literárními metodami nebo našimi vlastními metodami nebo zakoupený komerčně, je ve skutečnosti smíšeným legovaným složením Cl-BsubNc s náhodným množstvím chlorace v zálivové poloze (polohách) makrocyklické struktury BsubNc, kterou budeme dále označovat jako Cl-ClnBsubNc(s). Uvádíme naše úsilí o vývoj alternativních chemických postupů, díky nimž jsme získali vzorky s nižším a vyšším množstvím chlorace v zálivové poloze. Nepodařilo se nám však získat čistý, nezálivově chlorovaný vzorek Cl-BsubNc. Polohy a frekvence periferních atomů chloru byly určeny pomocí monokrystalové rentgenové krystalografie dvou různých směsných legovaných složení vzorků Cl-ClnBsubNc a MS a XPS analýzy všech vzorků Cl-ClnBsubNc. Bylo zjištěno, že foto- a elektrofyzikální vlastnosti se u vzorků Cl-ClnBsubNc s různým množstvím chloru liší. Tyto rozdíly se také promítly do rozdílné výkonnosti planárních heteropřechodů OPV, přičemž směs Cl-ClnBsubNc s nižším množstvím chlorace vytvářela méně účinné OPV (i když s vyšším napětím naprázdno) ve srovnání se směsí s vyšším množstvím chlorace. Kromě toho vzorek Cl-ClnBsubNc vlastní výroby s nejvyšším stupněm chlorace v zálivu poskytl nejúčinnější OPV díky lepšímu činiteli plnění. Komerční vzorek Cl-ClnBsubNc rovněž poskytl OPV s účinností odpovídající vzorku Cl-ClnBsubNc připravenému v naší laboratoři. Tato směs Cl-ClnBsubNc je tedy pravděpodobně přítomna v uváděném OPV zařízení s účinností 8,4 %. Naše výsledky proto nabízejí varování, že vzorky Cl-BsubNc používané v rámci stávající literatury pravděpodobně nemají čisté chemické složení, ale jedná se spíše o směsi Cl-ClnBsubNcs s chlorací v zálivové poloze. Naše zjištění upřesňují dosavadní literární výsledky o chemickém složení Cl-BsubNc, upřesňují foto- a elektrofyzikální vlastnosti těchto materiálů a nabízejí další pohled na jejich použití jako funkčních materiálů v účinných OPV.

.

Napsat komentář