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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/249| Estudio Químico-Teórico de Oligómeros de Fluoreno-tiadiazol y su Aplicación en Dispositivos Fotovoltaicos | |
| NORA AYDEE SANCHEZ BOJORGE | |
| NORMA ROSARIO FLORES HOLGUIN LUZ MARIA RODRIGUEZ VALDEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| En esta investigación se realizó un estudio químico-teórico de moléculas
basadas en fluorenotiadiazoles con el fin de determinar las propiedades de
interés para la aplicación de estos materiales como dispositivos fotovoltaicos.
Las estructuras no han sido sintetizadas, lo cual las convierte en novedosas,
sin embargo limita la comparación con resultados experimentales. Se
calcularon moléculas con estructura semejante a la de oligómeros de fluorenotiofeno
conocidos por sus propiedades de semiconducción. La metodología
utilizada en este trabajo se mantuvo lo más cercana posible a la del estudio
realizado en los oligómeros de fluoreno-tiofeno, con el fin de llevar a cabo
análisis comparativos.
Para el desarrollo de la investigación se utilizó la Teoría de Funcionales de la
Densidad (DFT) así como los programas Gaussian 03 y GaussView. Por medio
de estos programas se determinaron las propiedades moleculares de 10
estructuras y tres compuestos conjugados. Las propiedades analizadas en las
10 estructuras fueron la energía gap, la distribución del HOMO y el LUMO en la
estructura, los espectros IR y de absorción UV-visible; y en los compuestos
conjugados solo se analizaron la energía gap, la distribución del HOMO y el
LUMO y el espectro de absorción UV-visible.
Con los resultados teóricos obtenidos sobre las 10 estructuras analizadas se
determinó que las propiedades de semiconducción se ven mejoradas al
incrementar el tamaño de la cadena, la estructura con 10 unidades de tiadiazol
fue unida al electroaceptor PCBM (Fenil C60 acido butírico metil éster), esta
unión se llevó a cabo en dos diferentes configuraciones con la finalidad de
determinar cual presenta mejores propiedades de semiconducción. Los
compuestos conjugados exhibieron una singular propiedad, el carácter donador
y aceptor de electrones de cada una de las partes en los compuestos
conjugados (cadena de fluorenotiadiazol y PCBM respectivamente) se
invirtieron. Se sugiere llevar a cabo un análisis más detallado de la cadena en
virtud de su nuevo comportamiento como electroaceptor.
El cambio de comportamiento observado nos llevó a una nueva ruta de
investigación, la cual consistió en unir la cadena de fluorenotiadiazol a un
compuesto electrodonador como el P3HT (poli 3-hexiltiofeno). En este nuevo
compuesto se analizaron las mismas propiedades antes mencionadas con la
misma metodología. Los resultados obtenidos muestran que este nuevo
conjugado presenta buenas propiedades de semiconducción, por lo que se
pla In this research we did a theoretical-chemistry study of molecules based on fluorenethiadiazoles, with the purpose of determine the interest properties for the application of these materials like photovoltaic devices. These structures have not been synthesized, which makes them innovative, however, this limits the ability to compare with experimental results. Molecules were calculated with a fluorene-thiophene oligomers type structure, known for their semiconducting properties. The methodology used in this work was kept as closed as possible as the one used in the fluorene-thiophene oligomers study, with the purpose of making a comparative analysis of the properties. The methodology used for the development of this research was the Density Functional Theory (DFT) as well as Gaussian 03 and GaussView software. Through these software packages molecular properties were determined for ten structures and three conjugated compounds. The properties analyzed in the ten structures were the gap energy, the HOMO and LUMO distribution in the structure, the IR and UV-visible spectrum as well; for the conjugated compounds the gap energy, the HOMO and LUMO distribution and the UVvisible spectrum were analyzed. With the theoretical results obtained from the ten structures, it was determined that the semiconducting properties were improved, with a size increment in the oligomeric chain. The structure, with ten thiadiazole units, was bonded to the PCBM electron acceptor, this bond was done in two different configurations with the objective to determine which one presents better semiconducting properties. The conjugated compounds exhibit a singular property, the electron donor and electron acceptor character of each of the parties in the conjugated compounds (fluorenethiadiazole chain and PCBM respectively) was inverted. It is suggested to carry out a more detailed analysis of the oligomeric chain due to its new electron acceptor behavior. The change in the electron acceptor behavior led us to a new research route, which consists in the bonding of the fluorenothiadiazole chain to the electron donor compound like P3HT (poly 3-hexylthiophene). The properties previously mentioned were analyzed with the same methodology in this new compound. The results obtained show that this new conjugated presents good semiconducting properties, making the structure a good candidate for the fabrication of organic solar cells. | |
| 17-06-2011 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| QUÍMICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencia de Materiales |
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