Síntesis Experimental y Análisis DFT de Dos Copolímeros D–A Basados en Ditiophenopirrol‐Benzotiazol Dicarboxílicos Imidas: Propiedades Electroquímicas y Ópticas No Lineales

RESUMEN Se han sintetizado dos nuevos copolímeros intercambiantes donador‐aceptor (D–A) PDTPDTBDI‐8 y PDTPDTBDI‐DMO con N‐alcilditiophenopirrol (DTP) como unidad donadora, imida dicarboxílica de benzotiazol (BDI) con diferentes grupos sustituyentes como unidades repetitivas aceptadoras, y dos unidades de tiofeno como espaciadores, utilizando polimerización por acilo Stille. Se estudiaron los efectos de varias cadenas laterales alquilo conectadas a la funcionalidad de imida de la unidad BDI sobre las características ópticas, electroquímicas, térmicas y estructurales de los copolímeros. Ambos polímeros exhiben bajos huecos de banda óptica (1.2 eV), alta estabilidad térmica con temperaturas de descomposición superiores a 400°C, y niveles de energía HOMO/LUMO de aproximadamente −5.00 y −3.60 eV, respectivamente. Complementariamente, los cálculos DFT revelan una ICT eficiente y huecos de banda electrónicos estrechos, junto con respuestas ópticas no lineales (NLO) significativas. PDTPDTBDI‐DMO muestra la mayor polarizabilidad de tercer orden (1212 × 10 −36 esu) y polarizabilidad isotrópica lineal (109.8 × 10 −24 esu), atribuida a su menor energía de transición (1.7487 eV). El máximo de absorción calculado en ~709 nm coincide estrechamente con el valor experimental de 695 nm, confirmando la fiabilidad de las simulaciones. El análisis fotovoltaico demuestra una alta eficiencia de captura de luz (0.862), un potencial de inyección de electrones favorable (−1.439 eV), un voltaje en circuito abierto (0.995 eV) y una energía efectiva de regeneración del colorante (0.230 eV), apoyando su idoneidad para aplicaciones en celdas solares. Nuestros resultados destacan la funcionalidad dual de los polímeros estudiados como cromóforos activos en NLO y candidatos de alto rendimiento para celdas solares sensibilizadas por colorante.