Selvsamlende enheder:Design og syntese af organiske enheder

(PhysOrg.com) -- Organiske enheder har haft stor gavn af de bemærkelsesværdige fremskridt inden for syntetisk organisk kemi, der har muliggjort syntesen af ​​en lang række π-konjugerede molekyler med attraktive elektroniske funktioner.

I Kemi -- Et asiatisk tidsskrift , Wei-Shi Li, Takanori Fukushima, Takuzo Aida, og kolleger, baseret på Shanghai Institute of Organic Chemistry (Kina), Riken (Saitama, Japan), og Japan Science and Technology Agency (Tokyo) beskriver den rationelle designstrategi ved hjælp af sidekæde-inkompatibilitet af en kovalent forbundet donor-acceptor (D-A) dyade til at syntetisere organiske p/n heterojunctions med præcision på molekylært niveau.

Selvom organiske enheder nemt kan designes, uden korrekt molekylært design, der giver mulighed for lang rækkefølge af π-konjugerede molekyler, de resulterende enheder vil sjældent vise den forventede ydeevne. Tyndfilms organiske fotovoltaiske enheder kræver elektrondonor (D) og -acceptor (A) molekyler for at samles homotropisk for at danne en heterojunction. Derudover at opnå en højeffektiv fotoinduceret ladningsadskillelse, de resulterende p- og n-type halvledende domæner skal forbindes over en lang afstand. Imidlertid, D- og A-komponenter har en tendens til at samles ved hjælp af en ladningsoverførsel (CT) interaktion, ugunstig for fotoelektrisk konvertering.

Oligothiophen (OT) og perylendiimid (PDI) er blevet syntetiseret til at danne kovalent bundne D-A-dyader, som ved deres ende bærer enten inkompatible eller kompatible sidekæder. Dyaderne med de inkompatible sidekæder samles i sig selv til nanofibrøse strukturer, mens dyaden, der indeholdt de kompatible sidekæder, resulterede i dårligt definerede mikrofibre. Flash-fotolyse tidsopløste mikrobølgeledningsevnemålinger, i forbindelse med transient absorptionsspektroskopi, viser tydeligt, at samlingen med de inkompatible sidekæder udviser en meget større fotoledende effekt end den med kompatible sidekæder.

Denne designstrategi med "sidekæde-inkompatibilitet" giver løfte om realisering af p/n-heterojunctions fra kovalent forbundne D-A-dyader. Desuden, denne designstrategi kan give anledning til en lang række strukturel integritet, som er afgørende for fremragende enhedsydelser. Aida skriver "udarbejdelse af sidekæde-inkompatible D-A-dyader med hensyn til absorptionsområde og bærertransportegenskaber er et emne, der er værdig til yderligere undersøgelser for udvikling af molekylært konstruerede fotovoltaiske enheder."