Moleculair ontwerp van singlet-splijtingsmaterialen: het benutten van hun potentieel als diradicaal en hun aromaticiteit in aangeslagen toestand (EXAM-SF)

De sensibilisatie van fotovoltaïsche cellen met behulp van singlet-splijtingsmaterialen om de
prestaties van silicium zonnecellen te verbeteren heeft recent bijzonder veel aandacht getrokken.
Meervoudige exciton-generatieprocessen kunnen de efficiëntie van zonnecellen verhogen, waardoor
kwantumrendementen tot 200% mogelijk zijn. Dit project richt er zich op om via het multiradicale
karakter en de aromaticiteit van de aangeslagen toestand de aangeslagen energieniveaus en
stabiliteit van quinoïde oligothiofenen en covalente dimeren optimaal af te stellen. Het uiteindelijk
doel is een nieuw conceptueel kader te ontwikkelen voor het identificeren van werkbare singletsplijtingschromoforen met verbeterde stabiliteit. Door geavanceerde kwantumchemische
berekeningen kan de aromaticiteit van de aangeslagen toestand worden beoordeeld. Het singlet
fissieproces wordt experimenteel gekarakteriseerd met behulp van ultrasnelle tijdsopgeloste
technieken om de eigenschappen van de tripletpaar-toestand en ongewenste deactiveringsroutes te
beoordelen. Inverse ontwerpbenaderingen zullen worden toegepast om via exploratie van de
“chemische ruimte” quinoïdale materialen te ontwikkelen met gewenste eigenschappen. De resulterende database zal leiden tot algemene ontwerpcriteria, inclusief de rol van diradicaal karakter
en aromaticiteit, in de aangeslagen toestanden.