Estrategia de isomerización fácil para aditivos que permite celdas solares orgánicas de alta eficiencia

Resumen Las características morfológicas de la capa activa siempre han sido un factor importante que limita la eficiencia de las celdas solares orgánicas (CSOs). Aunque los aditivos basados en halógenos capaces de formar enlaces no covalentes con moléculas activas pueden ajustar de manera efectiva la morfología de la capa activa, el mecanismo interno de la isomerización posicional de los aditivos sobre la cinética de cristalización del heterojunción masivo ha sido ignorado, lo que obstaculiza el desarrollo adicional de esta técnica. En este trabajo, se propone una nueva estrategia de optimización asistida por aditivos para CSOs de alta eficiencia basada en tres aditivos isoméricos posicionales que tienen diferentes sitios para dos sustituyentes de bromo en el anillo de benceno. Los resultados demuestran que los aditivos estructurados simétricamente con el menor momento dipolar, la menor impedancia estérica y el potencial electrostático más uniformemente distribuido, pueden formar interacciones no covalentes más adecuadas con el aceptador, lo que resulta en una distribución espacial molecular más razonable y un mejor comportamiento de apilamiento π–π. Para otros sistemas no fullerenos, el aditivo estructurado simétricamente también muestra el mejor efecto en la optimización de la agregación y apilamiento molecular. Este trabajo proporciona orientación para la selección y el diseño de aditivos con excelente capacidad de mejora morfológica y se espera que tenga una influencia profunda en el aumento adicional de la eficiencia de las CSOs sin adoptar la estrategia de isomerización para moléculas activas que poseen esqueletos conjugados complejos y cadenas ramificadas.