(PhysOrg.com) -- Organische apparaten hebben enorm geprofiteerd van de opmerkelijke vooruitgang in de synthetische organische chemie die de synthese mogelijk heeft gemaakt van een grote verscheidenheid aan π-geconjugeerde moleculen met aantrekkelijke elektronische functies.

In Chemie -- Een Aziatisch tijdschrift , Wei Shi Li, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, en collega's, gevestigd aan het Shanghai Institute of Organic Chemistry (China), Riken (Saitama, Japan), en het Japan Science and Technology Agency (Tokyo) beschrijven de rationele ontwerpstrategie met behulp van zijketenincompatibiliteit van een covalent verbonden donor-acceptor (D-A) dyade om organische p/n-heterojuncties te synthetiseren met precisie op moleculair niveau.

Hoewel organische apparaten gemakkelijk kunnen worden ontworpen, zonder goed moleculair ontwerp dat ordening op lange afstand van π-geconjugeerde moleculen mogelijk maakt, de resulterende apparaten zullen zelden de verwachte prestaties laten zien. Dunne-film organische fotovoltaïsche apparaten vereisen elektronendonor (D) en -acceptor (A) moleculen om homotroop te assembleren om een ​​heterojunctie te vormen. Aanvullend, om een ​​zeer efficiënte fotogeïnduceerde ladingsscheiding te bereiken, de resulterende p- en n-type halfgeleidende domeinen moeten over een lange afstand worden verbonden. Echter, D- en A-componenten hebben de neiging om samen te assembleren door middel van een ladingsoverdracht (CT) interactie, ongunstig voor foto-elektrische conversie.

Oligothiofeen (OT) en peryleendiimide (PDI) zijn gesynthetiseerd om covalent gekoppelde D-A-dyaden te vormen, die aan hun uiteinden ofwel onverenigbare of compatibele zijketens dragen. De dyads met de onverenigbare zijketens assembleren intrinsiek zichzelf tot nanovezelstructuren, terwijl de combinatie met de compatibele zijketens resulteerde in slecht gedefinieerde microvezels. Flash-fotolyse tijdsopgeloste microgolf geleidbaarheidsmetingen, in combinatie met transiënte absorptiespectroscopie, toont duidelijk aan dat de assemblage met de incompatibele zijketens een veel grotere fotogeleidende output vertoont dan die met compatibele zijketens.

Deze ontwerpstrategie met "zijketen-incompatibiliteit" biedt belofte voor de realisatie van p/n heterojuncties van covalent verbonden D-A-dyaden. Verder, deze ontwerpstrategie kan leiden tot structurele integriteit op lange termijn die essentieel is voor uitstekende apparaatprestaties. Aida schrijft dat "de uitwerking van zijketen-incompatibele DA-dyaden in termen van absorptiebereik en transporteigenschappen van dragers een onderwerp is dat verder onderzoek waard is voor de ontwikkeling van moleculair gemanipuleerde fotovoltaïsche apparaten."