Compoziția chimică mixtă aliată a subnaftalocianinelor de cloro-(cloro)n-boron dictează proprietățile lor fizice și performanța în dispozitivele fotovoltaice organice – Journal of Materials Chemistry A (RSC Publishing)

Subnaftalocianina de clor-(cloro)n-boron (Cl-BsubNc) a atras recent un interes semnificativ ca material de captare a luminii și de transport de sarcină în dispozitivele fotovoltaice organice (OPV), permițând o celulă OPV cu heterojoncțiune planară cu eficiență de 8,4%. Prezentăm aici o serie de date experimentale care susțin concluzia că Cl-BsubNc, fie că este sintetizat prin metode din literatura de specialitate sau prin metodele noastre interne, fie că este achiziționat din comerț, este de fapt o compoziție mixtă alipită de Cl-BsubNc cu cantități aleatorii de clorinare în poziția (pozițiile) bay a structurii macrociclice BsubNc, pe care o vom numi în continuare Cl-ClnBsubNc(s). Prezentăm eforturile noastre de a dezvolta procese chimice alternative, prin care am obținut probe cu cantități mai mici și mai mari de clorinare în poziția bay. Cu toate acestea, nu am reușit să obținem o mostră de Cl-BsubNc pură, care să nu fie clorurată în baie. Pozițiile și frecvențele atomilor de clor periferici au fost determinate prin cristalografie monocristalină cu raze X a două compoziții aliate mixte diferite de probe de Cl-ClnBsubNc și prin analiza MS și XPS a tuturor probelor de Cl-ClnBsubNc. S-a constatat că proprietățile foto- și electrofizice diferă între probele de Cl-ClnBsubNc cu diferite cantități de clorinare. Aceste diferențe s-au tradus, de asemenea, în performanțe diferite în cadrul OPV-urilor cu heterojoncțiune planară, în care un amestec de Cl-ClnBsubNc cu cantități mai mici de clorinare a produs OPV-uri mai puțin eficiente (deși cu o tensiune de circuit deschis mai mare) în comparație cu un amestec cu cantități mai mari de clorinare. În plus, o mostră de Cl-ClnBsubNc fabricată intern, cu cel mai înalt nivel de clorinare în poziția bay, a produs OPV-uri cu cele mai bune performanțe prin intermediul unui factor de umplere îmbunătățit. O mostră comercială de Cl-ClnBsubNc a produs, de asemenea, OPV-uri cu randamente echivalente cu o mostră de Cl-ClnBsubNc preparată în laboratorul nostru. Prin urmare, este probabil ca acest amestec de Cl-ClnBsubNc să fie prezent în dispozitivul OPV cu o eficiență de 8,4 % raportat. Prin urmare, rezultatele noastre oferă o notă de precauție conform căreia probele de Cl-BsubNc utilizate în literatura de specialitate existentă nu au probabil o compoziție chimică pură, ci sunt mai degrabă amestecuri de Cl-ClnBsubNcs cu clorinare în poziție bay. Descoperirile noastre clarifică rezultatele anterioare din literatura de specialitate cu privire la chimia Cl-BsubNc, consolidează proprietățile foto- și electro-fizice ale acestor materiale și oferă o perspectivă suplimentară asupra aplicării lor ca materiale funcționale în OPV-uri eficiente.

.

Lasă un comentariu