De chemische oorsprong van intrinsieke prestatielimieten van organische elektronica. (R-13033)

Het prestatieniveau van organische elektronica zoals zonnecellen (OPVs) en fotodetectoren (OPDs) is de afgelopen decennia gestaag toegenomen (PCE van 18%/D* van 10E14 Jones). Ondertussen is het ook duidelijk geworden dat hun theoretische prestatielimieten (Shockley-Queisser-limiet/achtergrondbeperkte infraroodfotodetectie) niet significant verschillen van hun anorganische tegenhangers. Verdere verbetering van de prestaties is mogelijk, maar zal in belangrijke mate afhangen van een dieper inzicht in de fundamentele fysische grondslagen en beperkingen. Een cruciaal, onopgelost probleem in dit opzicht is de batch-to-batch variatie van alternerende push-pull donor copolymeren die worden gebruikt als fotoactieve materialen in OPVs en OPDs, wat resulteert in inconsistente prestatieniveaus. De limieten, mogelijk veroorzaakt door polymeerimperfecties (zoals homokoppeling, eindgroepen en dispersiteit), worden in dit project bestudeerd vanuit een fundamenteel materiaal-chemisch oogpunt. Het algemene doel is om dieper in te gaan op de oorsprong van materiaal- en devicebeperkingen. Het project is niet direct gericht op het verbeteren van de prestaties van OPVs en OPDs, maar op een beter begrip van de fundamentele wetenschappelijke concepten die eraan ten grondslag liggen. Meer in het bijzonder zal het effect van donorpolymeer-imperfecties op de prestaties van de devices worden onderzocht door 'defectvrije' halfgeleidende polymeren te synthetiseren op een gecontroleerde wijze.

Trefwoorden:materiële onvolkomenheden, organische elektronica, structuur-eigenschap relaties

Disciplines:Organische chemische synthese, Fysische organische chemie, Fotodetectoren, optische sensoren en zonnecellen