Riassunto analitico
In questo lavoro di tesi è stato sintetizzato il co-polimero PSiTT per il centro di ricerca (CNR) Enea di Portici (Na) nell’ambito di uno studio sui materiali innovativi per Celle Solari Polimeriche (PSC). Le PSC presentano diversi vantaggi rispetto a quelle inorganiche: possono essere prodotte in grande scala, sono leggere, flessibili e la componente organica puo' essere applicata in strati molto sottili (100 nm) con processi in soluzione. Inoltre è possibile cambiare chimicamente le proprietà dei polimeri che le costituiscono agendo sul backbone (scheletro polimerico) oppure sui sostituenti laterali, mediante tecniche di sintesi organica. Il limite attuale delle PSC è l’efficienza, sebbene negli ultimi dieci anni, da uno scarso 1% iniziale siano stati raggiunti grandi risultati, con valori che superano anche il 9% per le celle Solarmer, Konarka ed Heliatek (12%). È possibile migliorare l’efficienza di questi polimeri andando a produrre co-polimeri formati da una sequenza di unità elettron-ricche (Donatrici) ed elettron-povere (Accettrici), che tendono ad assumere una conformazione planare più rigida rispetto a quella ottenibile con omo-polimeri tipo P3HT (Poli3EsilTiofene). Questo, insieme alle caratteristiche elettroniche dei co-monomeri, facilita il processo di delocalizzazione degli elettroni π lungo tutta la catena e diminuisce il gap energetico tra banda di valenza e banda di conduzione del co-polimero. Il co-polimero da me studiato è formato da un unità DiTienoSiloliche(DTS) e TienoTiofeniche Carbossilate(TTC). Il ponte con il silicio permette un abbassamento del livello energetico del LUMO del co-monomero DTS che costituisce l’unità elettron-ricca (D). Il tienotiofene carbossilato sostituito con il gruppo estereo ha lo scopo di costituire il co-monomero elettron-povero (A) e quindi permettere la formazione di un co-polimero D/A che dovrebbe presentare proprietà elettroniche ottimali per ’applicazione nelle PSC. La catena ottilica e decilica sui due co-monomeri ci aspettiamo conferiscano una buona solubilità al PSiTT in solventi organici e quindi la possibilità di depositarlo come film. Durante il mio lavoro di tesi mi sono occupato della sintesi dei due co-monomeri, del polimero e della loro caratterizzazione mediante misure NMR, UV−Vis. È prevista a breve anche la caratterizzazione GP C(Gel Permeability Cromatografy) ed IR. Il PSiTT prodotto verrà utilizzato all’interno di Bulk Heterojunction (BHJ) PSC in blend con C70 PCBM([6,6]-Phenyl-C71-Butyric acid Methyl ester).
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