Donor–Acceptor Small Molecules for Organic Photovoltaics: Single-Atom Substitution (Se or S)
Notice bibliographique
Résumé
Two isostructural low-band-gap small molecules that contain a one-atom substitution, S for Se, were designed and synthesized. The molecule 7,7'-[4,8-bis(2-ethylhexyloxy)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene]bis[6-fluoro-4-(5'-hexyl-2,2'-bithiophen-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole] (1) and its selenium analogue 7,7'-[4,8-bis(2-ethylhexyloxy)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene]bis[6-fluoro-4-(5'-hexyl-2,2'-bithiophen-5-yl)benzo[c][1,2,5]selenodiazole] (2) are both based on the electron-rich central unit benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene. The aim of this work was to investigate the effect of one-atom substitution on the optoelectronic properties and photovoltaic performance of devices. Theoretical calculations revealed that this one-atom variation has a small but measurable effect on the energy of frontier molecular orbital (HOMO and LUMO), which, in turn, can affect the absorption profile of the molecules, both neat and when mixed in a bulk heterojunction (BHJ) with PC71BM. The Se-containing variant 2 led to higher efficiencies [highest power conversion efficiency (PCE) of 2.6%] in a standard organic photovoltaic architecture, when combined with PC71BM after a brief thermal annealing, than the S-containing molecule 1 (highest PCE of 1.0%). Studies of the resulting morphologies of BHJs based on 1 and 2 showed that one-atom substitution could engender important differences in the solubilities, which then influenced the crystal orientations of the small molecules within this thin layer. Brief thermal annealing resulted in rotation of the crystalline grains of both molecules to more energetically favorable configurations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».