| Περίληψη: | Μία από τις πλέον υποσχόμενες μορφές ανανεώσιμης ενέργειας είναι η ηλιακή ενέργεια. Για την αξιοποίησή της απαιτούνται διατάξεις που αποκαλούνται φωτοβολταϊκές κυψελίδες. Οι συμβατικές φωτοβολταϊκές κυψελίδες βασίζονται σε ανόργανα υλικά. Τα τελευταία χρόνια, παρατηρείται ραγδαία ανάπτυξη φωτοβολταϊκών κυψελίδων που βασίζονται σε οργανικά και πολυμερικά υλικά. Οι κυψελίδες αυτές υπερέχουν σε σχέση με τις ανόργανες καθώς είναι πιο οικονομικές στην κατασκευή τους, είναι εύκολα επεξεργάσιμες, είναι «εκτυπώσιμες», εύκαμπτες και μπορούν να είναι και διάφανες. Ωστόσο, υστερούν σε φωτοβολταϊκές αποδόσεις, γεγονός που έχει στρέψει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας στην προσπάθεια για αύξηση των αποδόσεών τους. Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μορφολογία των κυψελίδων αυτών ονομάζεται μορφολογία διεσπαρμένης ετεροεπαφής (bulk heterojunction), όπου ένας πολυμερικός δότης ηλεκτρονίων συνδυάζεται με έναν δέκτη ηλεκτρονίων. Στα πλαίσια της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας έγινε σχεδιασμός και σύνθεση νέων ημιαγώγιμων πολυμερών χαμηλού ενεργειακού χάσματος για χρήση ως δότες ηλεκτρονίων σε φωτοβολταϊκές κυψελίδες .
Συγκεκριμένα, συντέθηκαν δύο νέα πολυμερή βασισμένα σε μονάδες καρβαζόλης και βενζοθειαδιαζόλης τα οποία φέρουν εκτεταμένη συζυγία δακτυλίων θειοφαινίου με στόχο την αυξημένη απορρόφηση στο φάσμα του υπεριώδους- ορατού. Συντέθηκαν αρχικά τα κατάλληλα μονομερή και μελετήθηκαν οι συνθήκες πολυμερισμού. Για τις συνθέσεις χρησιμοποιήθηκαν αντιδράσεις σύζευξης αρωματικών και ετεροαρωματικών πυρήνων, όπως οι αντιδράσεις Suzuki και Stille. Ακόμα, μελετήθηκε η αντίδραση άμεσης ετεροαρυλίωσης μέσω ενεργοποίησης δεσμού C-H (C-H Direct Hetero-Arylation), η οποία εφαρμόστηκε τόσο στη σύνθεση μονομερών όσο και στους πολυμερισμούς. Έγιναν προσπάθειες βελτιστοποίησης του μοριακού βάρους των συντεθέντων πολυμερών και της απορρόφησής τους στο φάσμα του υπεριώδους- ορατού.
Τα νέα υλικά (μονομερή και πολυμερή) μελετήθηκαν και χαρακτηρίστηκαν ως προς τις δομικές και οπτικές τους ιδιότητες.
|
|---|
