Design & synthesis of rhodanine flanked benzodithiophene and benzothiadiazole containing small molecule non-fullerene acceptors for organic solar cells

Güneş enerjisi temiz, ekonomik ve bol olduğu için diğer yenilenebilir enerji kaynakları arasında geniş bir paya sahiptir. Güneş enerjisinin elektrik enerjisine çevrilebilmesi için fotovoltaikler muhteşem yöntemlerden biridir. Fotovoltaik alanında, organik fotovoltaikler günden güne iyi bir gelişim göstermektedirler. Fulleren-tabanlı moleküller tıpkı PCBM gibi organik güneş pilleri için yeterli sonuçlar vermesine rağmen, bazı eksiklikleri alandaki daha ileri gelişmeleri engellemektedir. Bu nedenle, özellikle rodanin uçlu moleküller yüksek güç dönüştürme verimleriyle dikkat çekerler. Bugünlerde, tandem güneş pilleri içeren küçük moleküllü NFA'lar için %19,50 PCE bildirilmiş ve Ulusal Metroloji Enstitüsü tarafından onaylanmıştır. Bu hedefle, bu çalışma rodanin sonlu küçük moleküllerin sentezlenmesini ve organik güneş pillerine uygulanmasını amaçlar. Hedef küçük moleküller, merkez, köprü ve uç birimler olmak üzere üç kısımdan oluşur. Merkez birim için Indasenoditiyofen (IDT) çekirdeği sentezlendi ve başarıyla alkillenip, tinlendi. Ayrıca, benzoditiyofen (BDT) ve floren ticari çekirdek birimler olarak süreyi kısaltmak ve pratik amaçlar için kullanıldı. Florlanmamış ve florlanmış benzotiyadiazol kullanışlı sentez yöntemleri sayesinde köprü birim olarak kullanılmak üzere oluşturuldu. Köprü ve çekirdek birimleri birleştirmek amacıyla, Stille ve Suzuki Kenetlenme reaksiyonları uygulandı ve çeşitli denemeler yapıldı. Sonuç olarak, BDT & çift florlanmış benzotiyadiazol Stille reaksiyon ürünü düzgünce elde edildi. Uç birimi oluşturmak için, rodanin sorunsuz bir biçimde etillendi. Bu çalışma sonucunda hedef Knoevenagel Kondenzasyon ürünlerinin saflaştırılması ve organik güneş pillerine uygulanma çalışmaları devam etmektedir.