Optical and electrochemical properties of benzotriazole and benzodithiophene containing alternating copolymers

İnsanlığın talepleri artan nüfusla birlikte her geçen gün değişmekte ve artmaktadır. Dünyadaki en önemli ihtiyaçlardan biri enerjidir; ancak sadece enerji değil, küresel kirlilik nedeniyle yenilenebilir enerji de bir zorunluluktur. Sonuç olarak, organik fotovoltaik cihazlar son yıllarda geliştirilmekte ve araştırılmaktadır. Bu çalışmada, organik fotovoltaik cihazlarda kullanılması için farklı π-köprülere sahip iki yeni donör-akseptör (D-A) tipi kopolimer tasarlanmış ve sentezlenmiştir. Bu çalışmada, akseptör ünitesi olarak benzotriazol, donör birim olarak alkoksifenil ikameli benzoditiyofen, π-köprüleri olarak da selenofen ve tiyofen içeren polimerler sentezlenmiştir. Sentezlenen polimer P1 ve P2'nin karakteristik özellikleri elektrokimyasal, optik, spektroelektrokimyasal ve kinetik çalışmalarla araştırılmıştır. Optik bant boşlukları P1 ve P2 için 1.83 eV ve 1.81 eV olarak bulunmuştur. Ayrıca, P1'in HOMO ve LUMO enerji seviyeleri -5.25 eV/ -3.34 eV olarak kaydedilmiştir; P2'nin HOMO ve LUMO enerji seviyeleri sırasıyla -5.38 eV/ -3.48 eV olarak kaydedilmiştir. P1 ve P2'nin elektronik bant aralığı değerleri 1.91 eV ve 1.90 eV olarak hesaplanmıştır. Polimerler, yığın heterobağlantılı organik fotovoltaik cihazların aktif katmanında donör malzemeler olarak ve PC71BM akseptör malzeme olarak kullanılmıştır. P1 ve P2 tabanlı organik güneş pillerinin fotovoltaik özellikleri ITO / PEDOT: PSS / Polimer: PCBM / LiF / Al cihaz yapısı ve standart AM 1.5 G aydınlatma (100 mW / cm2) altında incelenmiş ve ölçülmüştür. En yüksek güç dönüştürme verimi P1 için 4.39 mA/cm2 JSC, 0.71 V VOC ve % 45 FF değerleri ile % 1,40 olarak kaydedilmiştir. P2 içeren yığın heterobağlantılı güneş pili cihazının en yüksek güç dönüşüm verimliliği, 9.67 mA/cm2 JSC, 0.71 V VOC ve % 52 FF değerleri ile % 3.57 olarak kaydedilmiştir.