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Sistemi molecolari organici per ottica non lineare del II ordine, emettitori a bassa energia e semiconduttori organici

Antonio Papagni

Le attività di ricerca sono focalizzate essenzialmente sullo sviluppo di materiali organici per applicazione nel campo della fotonica e l’optoelettronica con particolare riguardo alla progettazione e preparazione di materiali semiconduttori organici.

Celle solari organiche rappresentano uno degli obiettivi dell’attività di ricerca  condotta e questa si focalizza su due aspetti principali: celle a eterogiunzione massiva (bulk heterojunction BHJ) e celle solari basate su cristalli organici.

Le celle solari BHJ stanno vivendo un crescente interesse sia per l’aumento continuo delle prestazioni di questi sistemi in termini di efficienza di fotoconversione sia per il crescente numero di gruppi di ricerca e di industrie coinvolte in questo campo. Gli aumenti delle efficienze sono ascrivibili ad un sempre più attendo design del materiale fotoattivo che costituisce il cuore della cella BHJ. Attualmente la ricerca si sta concentrando su sistemi di terza generazione cioè su polimeri attivi contenenti sistemi donatori e accettori nello scheletro polimerico. In questo contesto parte della attività di ricerca svolta, è indirizzata al design di nuovi polimeri donatori-accettori contenenti unità polifluorurate. La fabbricazione di dispositivi fotovoltaici e la loro caratterizzazione è condotta in collaborazione con centri di ricerca italiani, europei e con industrie.

Papagni

Le celle cristalline organiche sono meno investivate di quelle BHJ e possono rappresentare una loro alternative per superarne i limiti intrinseci. Infatti, i materiali cristallini, investigati in questo settore sviluppati a base di acenica, mostrano alte mobilità e una bassa densità di difetti Agendo sulle dimensioni dell’unità acenica e  sulla natura dei sostituenti presenti nella loro struttura è possibile modulare le proprietà semiconduttrici, di assorbimento ed emissione e agire anche sull’impaccamento cristallino. Per la costruzione delle cella a cristalli organici una delle tecniche più indicate le la Deposizione da Fasci Molecolari in quanto consente un controllo accurato della crescita di sistemi organici a multi strato, cristallini e di nanostrutture. Questa attività di ricerca è condotta in collaborazione con ricercatori di questo dipartimento e con centri di ricerca CNR.

Una parte delle attività di ricerca è anche indirizzata allo studio e all’analisi della degradazione in polimeri per celle fotovoltaiche sia termici sia fotochimici e allo sviluppo di strategie per limitarne gli effetti e conseguentemente di aumentare il tempo di vita delle celle fotovoltaiche.