Синтез и исследование новых перспективных низкомолекулярных соединений на основе фрагментов тиофена, бензола, нафталина и бензотиадиазола, в качестве фотоактивных материалов для органических солнечных батарей.

Перспективными классами соединений, используемых в органических солнечных батареях с объемным гетеропереходом (ОГП), являются сопряженные полимеры и низкомолекулярные соединения. К преимуществам последних относится постоянство состава, строения, физико-химических свойств, высокие подвижности носителей зарядов, а так же возможность достижения высокой степени чистоты. Существует лишь небольшая группа низкомолекулярных соединений, эффективность работы которых в солнечных батареях классической архитектуры превышает 5%. Для достижения высоких эффективностей разрабатываемые фотоактивные материалы должны иметь широкие полосы в спектрах поглощения с краем при ~820 нм. Энергетическая щель между низшими свободными молекулярными орбиталями (НСМО) донорного и акцепторного материалов должна составлять 0,2-0,3 эВ. Так же необходимо обеспечить эффективное супрамолекулярное упорядочение электронодонорного и электроноакцепторного компонентов в пленках для обеспечения оптимальной морфологии фотоактивного слоя и достижения высоких подвижностей носителей зарядов. Кроме того, органические полупроводниковые материалы должны обладать высокой фотохимической и термической стабильностью.Данный проект направлен на создание новой группы низкомолекулярных фотоактивных материалов, обладающих оптимальными оптоэлектронными свойствами и долговременной эксплуатационной стабильностью. В ходе выполнения проекта планируется получить следующие основные результаты: 1. Будет осуществлен синтез новой группы низкомолекулярных соединений, содержащих в своей структуре чередующиеся электроноакцепторные (бензотиадиазол) и электронодонорные фрагменты (тиофен и бензотиофен/бензофуран). 2. Будут изучены оптические и электрохимические свойства полученных соединений в растворах и в тонких пленках. Будут оценены энергии граничных орбиталей и сделаны выводы о перспективности их использования в солнечных батареях согласно существующим теоретическим моделям.3. Будут изготовлены лабораторные макеты органических солнечных батарей на основе композитов полученных олигомеров с подходящими по свойствам производными фуллеренов. Для устройств и материалов, показавших наилучшие характеристики, будут проведены испытания их эксплуатационной стабильности (в том числе фотохимической и термической стабильности).