Síntesis y caracterización de polímeros conjugados derivados del 3,6- carbazol para su uso como capa transportadora de huecos en celdas solares de perovskitas p-i-n planas.
La capacidad para ajustar sus propiedades optoelectrónicas desde la síntesis es una de las características de los polímeros conjugados que los hace atractivos para su aplicación como capa transportadora de huecos (HTL) en celdas solares a base de perovskitas (CSP). Sin embargo, su naturaleza hidrófo...
| Author: | |
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| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2021 |
| Country: | México |
| Institution: | Centro de Investigación en Química Aplicada |
| Repository: | Repositorio Institucional CIQA |
| OAI Identifier: | oai:ciqa.repositorioinstitucional.mx:1025/677 |
| Online Access: | http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/677 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | info:eu-repo/classification/Doctorado en tecnología de polímeros/Doctorado en tecnología de polímeros info:eu-repo/classification/cti/2 info:eu-repo/classification/cti/23 |
| Summary: | La capacidad para ajustar sus propiedades optoelectrónicas desde la síntesis es una de las características de los polímeros conjugados que los hace atractivos para su aplicación como capa transportadora de huecos (HTL) en celdas solares a base de perovskitas (CSP). Sin embargo, su naturaleza hidrófoba, sumado a la característica hidrófila de la perovskita representa una de las principales limitantes para la fabricación de CSP p-i-n planas con un polímero conjugado como semiconductor tipo p. En este trabajo se reporta la síntesis y caracterización de una familia de nuevos polímeros conjugados alternando las unidades 3,6-carbazol (Cz) y benzoditiofeno (BDT) mediante el acoplamiento de Stille catalizado por paladio. Con la intención de evaluar las variaciones en las propiedades optoelectrónicas derivadas de la organización en estado sólido se modificaron los grupos laterales en la posición N de las unidades Cz a través de la incorporación de cadenas alifáticas ramificadas o lineales, así como una cadena de dietilenglicol (EG). Los polímeros así obtenidos se denominan PCz, PCzOH y PCzEGOH, respectivamente. Además, con la finalidad de evaluar impacto de los grupos funcionales terminales en la adherencia de la perovskita CH3NH3PbI3 sobre las HTL se incorporó un grupo dimetilamina terminal (DMA) en las cadenas laterales de los polímeros conjugados PCzOH y PCzEGOH, etiquetados como PCZDMA y PCzEGDMA. Del análisis por cromatografía de permeación en gel (GPC) y rayos X, se observó que si bien el crecimiento de la cadena (Mw=2-7.7 kg/mol) se encuentra influenciado por el volumen y solubilidad del sustituyente, ni el ordenamiento tipo lamelar, ni el apilamiento π- π (0.40 -0.41 nm) están relacionados con la naturaleza del mismo. No obstante, en película delgada los poli(carbazoles) sintetizados exhiben propiedades ópticas (banda prohibida directa alrededor de 2.1 eV) y morfológicas (policristalina, asociada a un ordenamiento preferencial face on) similares. Mientras que la posición del nivel HOMO, determinada mediante voltametría cíclica, es afectada significativamente al pasar de una cadena alifática lineal (-5.38 eV) a una cadena alifática ramificada (-5.62 eV). |
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