Synthesis, Morphological and Photophysical Characterization of Squaraine Based Chromophores

Abstract

I dette studiet har squaraine-kinolin kromoforer blitt undersøkt mot deres fotofysiske, elektrokjemiske og morfologiske egenskaper. Effekten av forskjellige alkylkjeder på stoffenes adferd ble undersøkt ved bruk av absorpsjon (UV / vis), steady-state og time-resolved emisjonsspektroskopi. Morfologisk karakterisering ble utført ved hjelp av atomkraftmikroskopi. Til sist ble en utvalgt kromofor brukt til fremstilling av organiske solceller.

Høye aggregeringstendenser, følsomhet for løsningsmiddelendringer samt lav alkylkjedebidrag ble funnet til å dominere i fotofysiske egenskaper. Morfologiske forandringer på grunn av alkylkjede og løsningsmiddelforskjeller samt aggregering av høy orden ble avslørt og brukes til å forklare fotovoltaisk effektivitet. Et valgt fargestoff ble sent til videre solcelleprøving som en elektrondonor og viste moderat effektomformingseffektivitet (n = 0,02%) på grunn av omfattende krystallinitet som alvorlig hindret solcellens morfologi. En analyse av grunner for lav effektivitet ble gjort for å hjelpe fremtidig syntetisk forskning.

In this study, squaraine quinoline chromophores has been investigated towards their photophysical, electrochemical and morphological properties. The effect of different alkyl chains on the behavior of the dye was explored via the use of absorption (UV/vis), steady state and time-resolved emission spectroscopy. Morphological characterization was carried out using atomic force microscopy. Finally a selected dye was used for the fabrication of organic solar cells.

High aggregation tendencies, susceptibility to solvent changes and low alkyl chain contribution were found to dominate in photophysical properties. Morphological changes due to alkyl chain and solvent differences and high order aggregation were also revealed. A selected dye was chosen for further solar cell testing as an electron donor which revealed moderate power conversion efficiencies (n = 0.02%) due to extensive crystallinity that severely hampered the morphology of the solar cell. An analysis of the reasons for poor efficiency was carried out to help guide future synthetic attempts.