Bulk heterojunctie organische caviteiten voor fotodetectie in het nabij-infrarood - rationele combinaties van nieuwe donor- en acceptormaterialen en verwerking vanuit oplossing voor hoog-performante devices (FWOAL869)

Blends van organische electron donors en acceptors resulteren in intermoleculaire charge transfer (CT) toestanden met bijkomende optische transities onder hun optische bandgap. In organische photovoltaische materialmen spelen dergelijke CT toestanden een cruciale rol en beperken ze de spanning die een zonnecel kan leveren. Omdat ze zeer zwak zijn blijven intermoleculaire CT absorptie dikwijls ongedetecteerd en worden ze niet gebruikt voor het photochemisch induceren van stroom. De verwaarloosbare externe quantum efficiencie (EQE) in de spectrale regio van CT absorptie kan sterk verstyerkt worden met behulp van optische cavititeiten, wat narrow-band detectie met substantial EQEs toelaat voor resonantie frequencies die zich uitstrekken tot het nabije infrarood (NIR). The brede spectrale aanpasbaarheid via een simpele variatie van de dikte van de caviteit maakt dit vernieuwende, flexiebel and potentieel transparant component concept uitermate geschikt voor geïntegreerde en betaalbare (spectroscopische) NIR photodetectie. Ondanks de hoge potentie van dit innovatieve concept, baanbrekend onderzoek is noodzakelijk om de output te optimaliseren en om de fundamentele limieten van deze methode uit te klaren. Een crucial aspect is de nanomorfologie van de gebruikte donor:acceptor blends, die sterk afhangt van de procescondities en het inherent kristallisatie- en menggedrag van de materialen. In dit project wordt geavanceerde karakterisatie van blends met optimale samenstellingen gecombineerd met essentiële feedback van werking van de componenten om de fundamentele relaties tussen de structuur, de verwerking in oplossing, en de NIR photodetectie in kaart te brengen.

Trefwoorden:thermal analysis, photodetectors, phase diagrams, chip calorimetry

Disciplines:Materiaalverwerking, Functionele materialen, Fase transformaties