Polímeros semiconductores PI- conjugados con unidades aceptoras y dadoras de electrones de interés en células fotovoltaicas. Estudio teórico de su estructura molecular y propiedades optoelectrónicas

Abstract

En este Trabajo Fin de Grado se ha realizado un estudio, a escala molecular y mediante cálculos mecanocuánticos, de algunas propiedades relacionadas con el transporte de carga de unidades monoméricas que forman parte de polímeros con estructura dador-aceptor, de utilidad en el diseño de células solares de heterounión masiva. Los sistemas objeto de este estudio han sido una nueva serie de copolímeros -conjugados formados por 5,10-dihidroindol [3,2-b] indolo (DINI) como unidad dadora de electrones, y por diketopirrolopirrol (DPP) y tienopirroldiona (TDP), como unidades aceptoras de electrones. Para los sistemas seleccionados se ha llevado a cabo un estudio de las propiedades estructurales, de los niveles HOMO y LUMO, afinidad electrónica y potencial de ionización, energía de reorganización y de las barreras rotacionales.This work of end of degree deals with the study, at molecular level and by quantum mechanical calculations, of some monomeric units of polymers with donor-acceptor structure, which are useful in the design of bulk heterojunction solar cells of high efficiency. A new series of copolymers incorporating -conjugated donor-acceptor units in theirs structure has been studied. They are composed by 5,10-dihydroindolo [3,2-b] indole (DINI) as electron donor systems units, and diketopyrrolopyrrole (DPP) and thienopyrroledione (TDP) as electron acceptor units. We have carried out a study of the structural properties for the selected systems, including HOMO and LUMO levels, electron affinity, ionization potential, reorganization energy and rotational barriers.