(PhysOrg.com) -- Organiska enheter har haft stor nytta av de anmärkningsvärda framstegen inom syntetisk organisk kemi som har möjliggjort syntesen av en mängd olika π-konjugerade molekyler med attraktiva elektroniska funktioner.
I Kemi -- En asiatisk tidskrift , Wei-Shi Li, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, och arbetskamrater, baserad på Shanghai Institute of Organic Chemistry (Kina), Riken (Saitama, Japan), och Japan Science and Technology Agency (Tokyo) beskriver den rationella designstrategin genom att använda sidokedjeinkompatibilitet hos en kovalent ansluten donator-acceptor (D-A) dyad för att syntetisera organiska p/n heterojunctions med precision på molekylär nivå.
Även om organiska enheter lätt kan designas, utan korrekt molekylär design som möjliggör långdistansordning av π-konjugerade molekyler, de resulterande enheterna kommer sällan att visa förväntade prestanda. Tunnfilms organiska fotovoltaiska enheter kräver elektrondonator (D) och -acceptor (A) molekyler för att monteras homotropiskt för att bilda en heterojunction. Dessutom, för att uppnå en mycket effektiv fotoinducerad laddningsseparation, de resulterande halvledande domänerna av p- och n-typ måste anslutas över en lång sträcka. Dock, D- och A-komponenter tenderar att sättas ihop med hjälp av en laddningsöverföring (CT) interaktion, ogynnsam för fotoelektrisk konvertering.
Oligotiofen (OT) och perylendiimid (PDI) har syntetiserats för att bilda kovalent kopplade D-A-dyader, som vid sin ände bär antingen inkompatibla eller kompatibla sidokedjor. Dyaderna med de inkompatibla sidokedjorna monteras i sig själv till nanofibrösa strukturer, medan dyaden som innehöll de kompatibla sidokedjorna resulterade i dåligt definierade mikrofibrer. Flash-fotolys tidsupplösta mätningar av mikrovågsförmåga, i samband med transient absorptionsspektroskopi, visar tydligt att sammansättningen med de inkompatibla sidokedjorna uppvisar en mycket större fotoledande effekt än den med kompatibla sidokedjor.
Denna designstrategi med "sidokedjans inkompatibilitet" ger ett löfte för realiseringen av p/n-heteroövergångar från kovalent anslutna D-A-dyader. Vidare, denna designstrategi kan ge upphov till långväga strukturell integritet som är avgörande för utmärkta enhetsprestanda. Aida skriver "utarbetandet av sidokedja-inkompatibla D-A-dyader när det gäller absorptionsintervall och bärartransportegenskaper är ett ämne som är värt ytterligare undersökningar för att utveckla molekylärt konstruerade fotovoltaiska enheter."
