PCBM de Aldrich Ciência dos Materiais

Temas Abordados

Introdução

[60] PCBM está presente como um isómero único. Uma característica interessante [60] PCBM que pode se correlacionar com o seu desempenho é que ela preserva a um alto grau as propriedades eletrônicas e físicas do C60.

Visão global

Análise da estrutura de cristal único mostra que o espaçamento intermolecular é essencialmente idêntico ao C60, com o espaçamento menor bola para bola curiosamente sendo ligeiramente menor do que em PCBM C60. Tem sido consistentemente demonstrado que o desvio de muito grande de um grau a partir da estrutura compacta de [60] PCBM (e, portanto, a partir do fulereno pai) leva a um desempenho diminuído. Por favor, veja a Tabela 1 para uma lista de produtos disponíveis a partir PCBM Aldrich Ciência dos Materiais.

PCBM em fotovoltaico orgânico (OPV)

[60] PCBM ainda é um componente muito utilizado n-tipo em células fotovoltaicas orgânicas. Pelo menos nos últimos 6 anos, a publicação do recorde mundial de eficiência de conversão de energia (η) para um volume de heterojunção (BHJ) dispositivo orgânico fotovoltaicos para o nosso conhecimento tem sido continuamente realizada por meio de dispositivos incorporando [60] PCBM , exceto por um período em que um dispositivo que contém [70] PCBM detinha o recorde. MDMO-PPV: dispositivos PCBM foram minuciosamente estudados e caracterizados, acabou levando a η = 3,0%, quando [70] PCBM foi substituído por [60] PCBM , que anteriormente tinha dado η = 2,5%. O aumento foi devido à maior absorção de óptica de [70] PCBM em comprimentos de onda visíveis em comparação com [60] PCBM . [84] PCBM tem uma absorção ainda mais forte nos comprimentos de onda visíveis, embora a melhor capacidade de aceitar elétrons levou a um desempenho diminuído em OPV, porque foi usado em combinação com um polímero de doadores relativamente forte doar elétrons. Mais recentemente, pesquisadores e desenvolvedores tenham a transição para politiofeno / PCBM sistemas, e η é de 4,4% a 6% foram publicados por vários grupos. Controle cuidadoso da morfologia, quer pelo recozimento ou lenta evaporação, proporciona uma melhoria significativa no desempenho.

O estado da arte roteiro para pesquisa e desenvolvimento para alcançar η de 10% se concentra em melhorar a morfologia, materiais compostos e as características do polímero que conduz a uma inferência de que [60] PCBM é bastante adequada como a de semicondutores n-tipo para dispositivos melhorados. No entanto, as melhorias no controle da morfologia com polythiophenes, onde demixing mais extensa da fase PCBM e polímero foi observada, também é desejado. Isto levou à concepção e ensaio de uma nova molécula, [60] ThCBM, que em resultados preliminares aparece para dar uma morfologia ligeiramente mais vantajoso com P3HT. [60] ThCBM também preserva as propriedades eletrônicas (LUMO e mobilidade) de [60] PCBM . Aumentos no nível LUMO do n-tipo também têm sido muito procurado por desenvolvedores OPV e uma molécula sintetizada recentemente, 2,3,4-OMe-PCBM, mostra uma modesta porém significativo aumento no LUMO. Esta molécula tem sido mostrado para dar uma maior tensão de circuito aberto (COV) em combinação com MDMO-PPV, mas ainda não foi totalmente caracterizada em dispositivos OPV.

PCBM em Campo Transistores Orgânicos de Efeito (OFETs)

Mobilidades relativamente alto para um semicondutor orgânico tem sido demonstrado por [60] PCBM dispositivos (1 x 02/10 x 10 ^{-1 -2} cm ² / Vs), bem como o transporte ambipolar que permitiu a construção de inversores. Estabilidade tem sido um problema, apesar de passivação eficiente tem sido relatada. [70] PCBM até agora tem mostrado cerca de uma ordem de magnitude menor mobilidades de elétrons, mas permite a redução dos tempos de recozimento e maior estabilidade. [84] PCBM mostrou muito boa estabilidade, em combinação com uma mobilidade dos elétrons até 3 x 10 ^-3 e uma mobilidade do buraco de 10 ^-5 -10 cm ^{-4 2} / Vs. Misturas de polímeros conjugados com PCBMs também pode ser usado para OFETs ambipolar. Menos trabalho tem sido feito com dispositivos OFET usando PCBMs comparação com OPV, e pode-se esperar que as melhorias da mobilidade pode ser obtido aplicando controle similar da morfologia do filme (ótimo e solventes de evaporação / annealing), como foi demonstrado com OPV.

PCBM em fotodetectores orgânicos

Concomitante com o desenvolvimento precoce de dispositivos OPV, a granel fotodetectores heterojunção orgânica com base em fotodiodos semelhantes também foram desenvolvidos. Desempenho adequado para a aplicação comercial foi realizado, com baixas correntes escuro, alta eficiência quântica externa (80%), e do comportamento transiente rápido. Significativamente, as aplicações grande área estão previstos devido às vantagens de custo de películas finas orgânicas sobre os dispositivos siliconbased.

Sobre a Sigma Aldrich

Sigma-Aldrich ® é uma empresa de alta tecnologia de ponta. Através dos nossos Centros de Materiais Química de excelência em pesquisa e fabricação desenvolvemos avançadas, permitindo que os materiais para a sua energia alternativa micro / nanoelectrónica, display / optoeletrônica, nanotecnologia e ciência dos materiais relacionados e aplicações de engenharia. As especialidades incluem precursores ALD, ultra-alta pureza haletos inorgânicos, materiais de célula de combustível, eletrônico corantes grau, monômeros especialidade e cGMP polímeros grau.

Fonte: Matéria de Material Vol. 2 No. 3, escrito pelo Prof Dr. Jan C Hummelen

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