NEW (CO)POLYMERIC AND HYBRID (CO)POLYMERIC ELCTRON ACCEPTORS FOR USE IN ORGANIC PHOTOVOLTAIC CELLS

Η εφεύρεση αφορά τη δημιουργία ημιαγώγιμων συμπολυμερών διαφόρων αρχιτεκτονικών με ιδιότητες δότη και δέκτη ηλεκτρονίων ταυτόχρονα. Επίσης παρουσιάζεται η τροποποίηση αλλότροπων μορφών άνθρακα, με πολυμερικές αλυσίδες δότη και δέκτη ηλεκτρονίων, για παράδειγμα πολυ(θειοφαίνια) και υποκατεστημένες πολυ(κινολίνες), αντίστοιχα. Τα συμπολυμερή συντέθηκαν με ριζικό πολυμερισμό (ελεύθερο ή μέσω μεταφοράς ατόμου) ή αντιδράσεις συμπύκνωσης δραστικών πολυμερών δότη και δέκτη ηλεκτρονίων. Τα υβριδικά συμπολυμερή συντέθηκαν (α) από τροποποιημένες αλλότροπες μορφές άνθρακα με ριζικό πολυμερισμό μέσω μεταφοράς ατόμου των επιθυμητών μονομερών ή με συμπύκνωση δραστικών πολυμερικών αλυσίδων, (β) με αντιδράσεις προσθήκης αζιδίου, (γ) με ριζική προσθήκη μέσω μεταφοράς ατόμου. Όλα τα υλικά παρουσιάζουν διαλυτότητα και επεξεργασιμότητα σε κοινούς οργανικούς διαλύτες. Μελετήθηκαν ως προς τα μοριακά χαρακτηριστικά, τις οπτικοηλεκτρονικές, ηλεκτρονικές και θερμικές ιδιότητες και τη μορφολογία λεπτών υμενίων. Η επεξεργασιμότητά τους σε συνδυασμό με τις τιμές χαμηλότερου μη κατειλημμένου μοριακού τροχιακού (LUΜΟ) αυτών, αποδεικνύουν την ικανότητα χρήσης τους σε οπτικοηλεκτρονικές εφαρμογές ως δέκτες και μεταφορείς ηλεκτρονίων. The present invention relates to the development of semi-conductive copolymers of various architectures with electron donor-acceptor properties. Also, a modification of allotropic forms of carbon with polymeric electron donor and acceptor chains, e. g. poly(thiophene) and substituted poly(quinolines) respectively, is shown. The copolymers were produced by radical polymerization (free or atom transfer) or condensation reactions between reactive electron donor and acceptor polymers. The hybrid copolymers were produced (a) from modified allotropic forms of carbon by atom transfer radical polymerization of the desired monomers or by condensation of reactive polymeric chains, (b) by azide addition reactions, (c) by atom transfer radical addition. All materials present solubility and processability in common organic solvents. They were studied as regards their molecular features, the optoelectronic, electronic and thermal properties and the morphology of thin films. Their processability in combination with the values of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) thereof demonstrate their suitability in optoelectronic applications as electron acceptors and carriers.