Грани_РАН

Исследователи из ФИЦ ПХФ и МХ РАН и ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова РАН обнаружили взаимосвязь между размерами молекул производных перилендиимида, используемых в качестве электрон-транспортных слоёв, и итоговыми характеристиками устройств.

💡 Учёные синтезировали три производных PDI путём использования тиофенового линкера: мономер, формальный димер и полимер. Такой подход позволил напрямую изучить влияние размера молекулы на оптоэлектронные, электро-физические, морфологические свойства электрон-транспортного слоя, а также производительность солнечных батарей с их содержанием.

📊 Метод инфракрасной сканирующей ближнепольной оптической микроскопии с возможностью нанометрового разрешения показал, что плёнка полимерного PDI обладает наиболее однородной морфологией и с меньшей плотностью дефектов по сравнению с плёнками более низкомолекулярных аналогов. При этом наименее качественная морфология была продемонстрирована для мономерного производного PDI.

Детальное изучение трёх родственных молекул разного размера подтвердило предположения о преимуществе макромолекулярных систем перед низкомолекулярными производными перилендиимида. Учёные также продемонстрировали чёткую взаимосвязь между однородностью плёнки электрон-транспортного слоя, электрическими характеристиками и операционной стабильностью перовскитных солнечных батарей с p-i-n конфигурацией.

📝 Результаты исследования опубликованы в статье Impact of the molecular size of the perylenediimide-derived electron transport materials on the efficiency and stability of p-i-n perovskite solar cells (Azat F. Akbulatov, Polina G. Novkina, Nikita A. Emelianov, Evgenia P. Antoshkina, Al’bert N. Galiullin, Nikita A. Slesarenko, Ekaterina A. Khakina, Olga A. Kraevaya, Sergey A. Kuklin, Pavel A. Troshin).