Synthesis and characterization of novel organic material for dye sensitized solar cells and organic light emitting diodes

ในงานวิจัยนี้รายงานการสังเคราะห์และพิสูจน์เอกลักษณ์อนุพันธ์คาร์บาโซล สำหรับใช้ในอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ โดยได้ออกแบบโมเลกุลสีย้อมประเภท D-D-?-A ซึ่งมีความแตกต่างของหมู่ไพ-คอนจูเกต และหมู่รับอิเล็กตรอน สำหรับใช้ในอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง โมเลกุลสีย้อมประเภท D-D-?-A ที่ทำได้สังเคราะห์ CFTAn-A n=1-3 ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 1) หมู่คาร์บาโซลทำหน้าที่เป็นหมู่ให้อิเล็กตรอน 2)หมู่โอลิโกไธโอฟีน และโอลิโกไธโอฟีน-ฟีนิลทำหน้าที่เป็นไพ-คอนจูเกต และ 3)หมู่กรดไซยาโนอะคริลิคทำหน้าที่เป็นหมู่รับอิเล็กตรอนและหมู่ยึดเกาะ สมบัติทางแสง ทางเคมีไฟฟ้า และทางความร้อนของสีย้อมขึ้นกับจำนวนของไธโอฟีนและหมู่รับอิเล็กตรอน จากการคำนวณการกระจายตัวของอิเล็กตรอนในโมเลกุลของสีย้อมที่สภาวะพื้นพบอิเล็กตรอนสะสมอยู่ที่หมู่ให้อิเล็กตรอนที่เป็นหมู่คาร์บาร์โซล-คาร์บาร์โซล และโอลิโกไธโอฟีนและที่สภาวะกระตุ้นมีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไปยังหมู่ให้อิเล็กตรอน พบว่า โมเลกุลสีย้อมมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงโมลาร์สูง อยู่ในช่วงของสีน้ำเงินถึงสีเขียว เมื่อจำนวนของหมู่ไธโอฟีนเพิ่มขึ้นทำให้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงกว้างเกิดการเรดชิฟท์ สีย้อม CFTA3-A เหมาะสมสำหรับเป็นวัสดุในอุปกรณ์เซลล์แสงอาทิตย์โมเลกุลสารเรืองแสง C2TnG1 n=0-2 และ PFC, PFCdi-Py และ PFCdi-CPy สำหรับใช้เป็นสารเรืองแสงในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ สมบัติทางแสง และความร้อนของสีย้อมขึ้นกับจำนวนของโอฟีน และหมู่เดนดรอนที่ยึดติด จำนวนของหมู่ไธโอฟีนและเดนดรอนเพิ่มขึ้นทำให้สเปกตรัมการดูดกลืนแสงเกิดการเรดชิฟท์และกว้าง พบว่าโมเลกุลเป้าหมายมีการเรืองแสงอยู่ในช่วงสีน้ำเงินถึงสีเขียว สารเรืองแสงเป้าหมายมีคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้า และมีความเสถียรทางความร้อนที่ดี จึงคาดว่าโมเลกุลเหล่านี้สามารถนำไปใช้เป็นสารเรืองแสงในอุปกรณ์ไดโอดเปล่งแสงสารอินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ