Selbstassemblierte Strukturen für hocheffiziente Solarzellen
Selbstassemblierungsverfahren für die Herstellung organischen Materials können den Weg für leistungsstärkere Solarzellen ebnen. Nichtkovalente Interaktionen, die z. B. bei π-π-Stapelungen, Wasserstoffbindungen, Halogenbindungen und metallophilen Wechselwirkungen auftreten, können dabei behilflich sein, solche Assemblierungen zu erstellen. Im Zuge des EU-finanzierten Projekts SASOLAR13 (Self-assembly strategies towards optimal morphology in small molecule organic solar cells), demonstrierten Wissenschaftler, dass selbstassemblierte Platinkomplexe unter Verwendung metallophiler Wechselwirkungen in Kombination mit π-π-Stapelungen Halbleiteranordnungen erzeugen können. Anders ausgedrückt, ermöglichten diese selbstassemblierten Strukturen dem Team eine direkte Verschlüsselung der Morphologie an den chemischen Donor- und Akzeptorstrukturen. Unter Anwendung eines Röntgenspektrometrieverfahrens beleuchteten die Forscher, wie sich die Morphologie und die physikalischen Eigenschaften der untersuchten Materialien auf die Kinetik des Elektronentransfers auswirken. Das Team demonstrierte, dass kleine, feste Moleküle, die an die Platinzentren koordiniert werden, die molekulare Packung verbessern, was zu einer höheren Ladungsmobilität führt. Vor allem Platinkomplexe, die einen einzelnen Thiophenring oder ein Benzothiophenteil beinhalten, demonstrierten bessere Ladungstransporteigenschaften als Komplexe, welche längere Oligothiophensegmente aufweisen. Unlängst haben selbstassemblierte Strukturen aufgrund ihrer reizvollen elektronischen und optischen Eigenschaften großes Interesse erregt. SASOLAR13 demonstrierte erfolgreich, dass die Verwendung selbstassemblierter Strukturen, welche aus einfachen Molekülen bestehen, die Effizienz organischer Solarzellen steigern kann.
Schlüsselbegriffe
Selbstassemblierte Strukturen, Solarzellen, Platin, Molekülmorphologie, SASOLAR13
