Skip to main content
Aller à la page d’accueil de la Commission européenne (s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
français fr
CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
CORDIS

Tuning Exciton diffusion through Charge-Transfer Excitations in Supramolecular Assemblies

Description du projet

Une étude sur la façon dont l’énergie se déplace dans les dispositifs optoélectroniques pour en améliorer l’efficacité

La manière dont l’énergie se déplace dans un semi-conducteur organique – la migration de l’énergie – est essentielle pour améliorer les dispositifs optoélectroniques tels que les cellules solaires. Ce processus fait intervenir des excitons singuliers – des paires électron-trou liées – qui parcourent une certaine distance avant de se désintégrer. L’augmentation des longueurs de diffusion des excitons pourrait considérablement accroître l’efficacité des dispositifs. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TECTESA vise à approfondir la compréhension de l’influence des excitations de transfert de charge intermoléculaires, qui peuvent soit favoriser le mouvement des excitons, soit l’entraver en formant des pièges énergétiques. En combinant des simulations avancées et une modélisation réaliste, les chercheurs cherchent à découvrir comment ces effets de transfert de charge façonnent le comportement des excitons. Les chercheurs développeront un nouveau cadre de transport et l’appliqueront à des matériaux prometteurs tels que les fibres polymères et les accepteurs moléculaires.

Objectif

Energy migration, by which bound electron-hole pairs (i.e. singlet excitons) travel through an organic semiconductor before decaying, is at the heart of functioning optoelectronic devices such as solar cells. Designing materials with large singlet exciton diffusion lengths Ld would strongly benefit the efficiency of such devices. In this context, recent reports in highly ordered polymeric fibers and non-fullerene acceptor thin films of Ld largely exceeding the typical 10-20nm values call for a detailed microscopic picture going beyond the usual (hopping) models. Among others, a key missing ingredient in most modelling studies so far deals with the role of inter-molecular charge-transfer (CT) excitations. These have the potential to magnify the exciton dispersion at the band bottom or act as gateways for long-range energy migration, but could equally be detrimental to transport due to the formation of low-lying energy traps. In TECTESA, we aim at providing an in-depth mechanistic analysis of singlet exciton diffusion in organic molecular semiconductors in presence of CT configurations, highlighting namely their contrasting effects on the shape of the thermally accessible excitonic density of states and the coupling to the nuclear degrees of freedom. To reach this ambitious goal, we will: (i) develop and implement a universal transport formalism based on mixed classical-quantum non-adiabatic molecular dynamic simulations that explicitly accounts for CT excitations; (ii) explore how intermolecular CT configurations affect the nature and dynamics of singlet excitons in reduced models, through a broad range of physical situations (from superexchange to hybridization and trapping); and (iii) apply our newly developed approach to study energy migration in realistic, fully atomistic, models for N-heterotriangulene supramolecular fibers and non-fullerene Y6 molecular acceptors, where preliminary investigations seem to intimate the presence of low-lying CT pairs.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

UNIVERSITE DE MONS
Contribution nette de l'UE
€ 175 920,00
Adresse
PLACE DU PARC 20
7000 Mons
Belgique
Région
Région wallonne Prov. Hainaut Arr. Mons
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée