Project R-4893

Titel

Moleculaire menging in bulk heterojunctie organische zonnecellen - nanomorfologie vs performantie

Abstract

Het foto-voltaïsche gedrag van organische bulk heterojunctie (BHJ) mengsels van geconjugeerde (donor) polymeren en fullereen (acceptor) derivaten is al van vele studies het onderwerp geweest in de fundamentele chemie en fysica sinds haar initiële ontdekking in 1955. Van het algemeen begrip op dit moment, lijkt de nanomorfologie van het actieve laag mengsel cruciaal. Dit laatste is het resultaat van een complex proces waarbij fase separatie en kristallisatie, thermodynamica en kinetiek kernaspecten zijn. Momenteel is het fundamenteel begrip op het moleculair niveau beperkt. Het hoofd doel van dit project is daarom de nanomorfologie vorming op het moleculair niveau te ontrafelen samen met haar effect op toestelprestatie voorbij de 'state of the art' door middel van een geïntegreerde experimentele poging dat de studie van mengsels via geavanceerde thermische analyse en solid-state NMR technieken combineert met in situ analyses van de opto-elektrische kenmerken in foto-voltaïsche toestellen. De materialen onder studie zijn donor-acceptor alternerende copolymeren waarvan het zijketen patroon en moleculair gewicht systematisch gevarieerd zijn. In combinatie met gekende fullerenen, worden intercalatie fenomenen bestudeerd en geïnterpreteerd in functie van een geïntegreerd model gebaseerd op de resultaten van voornoemde metingen, gecombineerd met aanvullende ondersteuning van theoretische modellering en 3D-TEM/EELS data. De diepere inzichten die zo verkregen werden kunnen leiden tot moleculaire structuur engineering in functie van de gewenste nanomorfologie en de dus gewenste foto-voltaïsche parameters.

Periode

01 januari 2014 - 31 december 2017