Identificeren en vermijden van structurele defecten in 'push-pull' type geconjugeerde polymeren als een hefboom voor de commercialisatie van organische elektronica (R-10233)

Push-pull type geconjugeerde polymeren vormen een dominante materiaalklasse binnen het domein van de organische elektronica. Hun afstembare lichtabsorptie, ladingstransfer en ladingstransport zijn erg aantrekkelijk voor organische zonnecellen, fotodetectoren, LEDs en transistoren. Traditioneel worden deze polymeren gesynthetiseerd via Suzuki- of Stille-kruiskoppelingen vanuit complementair gefunctionaliseerde, heterocyclische precursoren. In de ideale wereld geeft dit aanleiding tot een perfect alternerend copolymeer, hetgeen leidt tot een belangrijke daling van de bandkloof. In de afgelopen jaren is het echter duidelijk geworden dat de 'reële' structuur vaak erg afwijkt van dit ideaalbeeld. Structurele imperfecties kunnen bijvoorbeeld optreden door homokoppeling van twee identieke bouwstenen. Bovendien zijn ook de polymeereindgroepen vaak slecht gedefinieerd. Dergelijke structurele defecten hebben meestal een negatieve impact op de device-prestaties en dienen dus zo veel mogelijk vermeden te worden. Variaties in de materiaalkwaliteit vormen een onderkend probleem met het oog op commercialisatie (in het bijzonder voor organische zonnecellen). In dit doctoraatsproject wordt deze uitdaging aangegaan door middel van een grondige, systematische evaluatie en optimalisatie van de structuur van een aantal prototype push-pull polymeren. Op deze manier wensen we een belangrijke bijdrage te leveren tot de realisatie van effectieve producten op basis van deze fascinerende technologie.

Trefwoorden:homocoupling, organische fotovoltaïek, push-pull type geconjugeerde polymeren, structurele zuiverheid

Disciplines:Synthese van materialen, Macromoleculaire en materiaalchemie niet elders geclassificeerd, Organische chemische synthese, Fysische organische chemie, Moleculaire en organische elektronica