(PhysOrg.com) -- Les dispositifs organiques ont grandement bénéficié des progrès remarquables de la chimie organique de synthèse qui ont permis la synthèse d'une grande variété de molécules π-conjuguées dotées de fonctions électroniques attrayantes.
Dans Chimie -- Un journal asiatique , Wei Shi Li, Takanori Fukushima, Takuzo Aïda, et collègues, basé à l'Institut de chimie organique de Shanghai (Chine), Riken (Saitama, Japon), et l'Agence japonaise pour la science et la technologie (Tokyo) décrivent la stratégie de conception rationnelle utilisant l'incompatibilité des chaînes latérales d'une dyade donneur-accepteur (D-A) connectée de manière covalente pour synthétiser des hétérojonctions p/n organiques avec une précision au niveau moléculaire.
Bien que les dispositifs organiques puissent être facilement conçus, sans conception moléculaire appropriée qui permet l'ordre à longue distance des molécules π-conjuguées, les appareils résultants montreront rarement les performances attendues. Les dispositifs photovoltaïques organiques à couche mince nécessitent que les molécules donneuses d'électrons (D) et acceptrices (A) s'assemblent de manière homotrope pour former une hétérojonction. En outre, pour obtenir une séparation de charge photoinduite très efficace, les domaines semi-conducteurs de type p et n résultants doivent être connectés sur une longue distance. Cependant, Les composants D et A ont tendance à s'assembler au moyen d'une interaction de transfert de charge (CT), défavorable à la conversion photoélectrique.
L'oligothiophène (OT) et le pérylènediimide (PDI) ont été synthétisés pour former des dyades D-A liées de manière covalente, qui portent à leurs extrémités des chaînes latérales soit incompatibles soit compatibles. Les dyades aux chaînes latérales incompatibles s'auto-assemblent intrinsèquement en structures nanofibreuses, tandis que la dyade contenant les chaînes latérales compatibles a donné lieu à des microfibres mal définies. Mesures de conductivité micro-ondes résolues en temps par photolyse flash, en conjonction avec la spectroscopie d'absorption transitoire, montre clairement que l'assemblage avec les chaînes latérales incompatibles présente un rendement photoconducteur beaucoup plus important que celui avec les chaînes latérales compatibles.
Cette stratégie de conception avec « incompatibilité de chaîne latérale » est prometteuse pour la réalisation d'hétérojonctions p/n à partir de dyades D-A connectées de manière covalente. Par ailleurs, cette stratégie de conception peut donner lieu à une intégrité structurelle à longue portée qui est essentielle pour d'excellentes performances de l'appareil. Aida écrit que "l'élaboration de dyades D-A incompatibles avec les chaînes latérales en termes de plage d'absorption et de propriétés de transport de porteurs est un sujet digne d'études plus approfondies pour le développement de dispositifs photovoltaïques à ingénierie moléculaire".
