Caracterización teórica y aproximación al desempeño fotovoltaico de los sistemas electrodonadores PBQX (X = 5, 6, 5-Cl, 5-Br, 6-Cl, 6-Br) y de los electroaceptores BTP-4X (X = F, Cl, Br, I, H)”

Abstract

Los polímeros electrodonadores PBQ5 y PBQ6, que poseen como subunidad aceptora al grupo quinoxalina, destacan por su elevada eficiencia de fotoconversión (PCE) en interfaces fotovoltaicas que incluyen a la molécula aceptora Y6 y sus derivados. En esta investigación se propone, en primera instancia, un análisis químico-computacional de la estructura electrónica de los donadores PBQ5 y PBQ6 para conocer, a una escala fundamental, las propiedades y aspectos que favorecen su desempeño sobresaliente como dispositivos fotovoltaicos. Aunado a ello, se contrastaron numéricamente los resultados obtenidos para cada sistema donador de electrones y se identificaron las razones por las que las capas fotoactivas en las que participa PBQ6 exhiben una mejor PCE en relación a aquellas que están conformadas por PBQ5. En segundo lugar, se plantea el estudio de las variantes de PBQ5 y PBQ6 con sustituciones en el halógeno presente en su estructura molecular de flúor por cloro y flúor por bromo, con el fin de evaluar los efectos que conlleva el cambio en la halogenación y sus posibles implicaciones en sus características químicas, ópticas, electrónicas y, por ende, en los parámetros que determinan su eficiencia. Entre los logros del presente trabajo está el de explicar, a partir de la información obtenida de los cálculos computacionales, el mejor desempeño del donador PBQ6 en comparación con su similar PBQ5 cuando ambos se combinan con el aceptor Y6, así como el de proponer sistemas donadores de electrones basados en PBQ6 y PBQ5 que podrían tener una eficiencia superior a la de las moléculas originales.