Des chercheurs de l'Université de Kyoto ont développé une nouvelle méthode pour le dopage au bore de matériaux carbonés bidimensionnels, qui devrait être une approche prometteuse pour le développement de matériaux de transport d'électrons hautement efficaces pour l'électronique organique.
Un problème crucial dans le domaine de l'électronique organique est le développement de matériaux de transport d'électrons efficaces. Le développement récent de matériaux de transport de trous dans le domaine du photovoltaïque organique a permis d'améliorer le rendement de conversion lumière-électricité à 10 %, même si les matériaux de transport d'électrons ont été limités presque à des dérivés de fullerène. Le développement de nouveaux matériaux de transport d'électrons est donc une étape clé pour le développement de matériaux photovoltaïques organiques avec des rendements de conversion lumière-électricité considérablement accrus. Une approche de conception moléculaire prometteuse pour de nouveaux matériaux de transport d'électrons est l'incorporation d'atomes de bore (dopage au bore) dans des réseaux de carbone bidimensionnels (Fig.1). Cependant, afin d'implémenter avec succès le concept de « dopage au bore » dans le développement de ces matériaux, le problème crucial de la stabilisation des composés organiques contenant du bore résultants doit être surmonté.
Le groupe de recherche a proposé un nouveau concept pour la stabilisation cinétique des matériaux contenant du bore basé sur la "contrainte structurelle" (Fig.2). Ils ont développé une méthode synthétique efficace pour la synthèse de composés modèles et ont montré qu'une série de matériaux carbonés contenant du bore correspondants révélaient des capacités d'acceptation d'électrons élevées ainsi qu'une stabilité élevée vis-à-vis de l'air et de la chaleur. Ces résultats démontrent un nouveau paradigme pour la stabilisation cinétique des squelettes polycycliques carbonés bidimensionnels contenant du bore en l'absence de groupes aryle volumineux. Ces résultats devraient en outre permettre le développement d'une nouvelle classe de matériaux carbonés 2D fascinants avec le bore comme élément clé. L'application de cette méthode au graphène noyé dans le bore, matériaux carbonés polycycliques de bas poids moléculaire, ainsi que les fullerènes et les nanotubes de carbone conduiraient au développement d'excellents matériaux de transport d'électrons qui peuvent réaliser des rendements de conversion lumière-électricité plus élevés dans le photovoltaïque organique.
