Uudet polymeeridonorit ja fullereenittomat pienimolekyyliset akseptorit polymeeriaurinkokennoissa

Abstract

Ilmastonmuutoksen sekä uusiutumattomien energialähteiden rajallisuuden takia uusiutuvien energialähteiden käyttö on kasvanut paljon viime vuosina. Polymeeriaurinkokennot (PSC) ovat yksinkertaisia, edullisia ja kestävän kehityksen mukaisia, minkä ansiosta ne ovat hyvä vaihtoehto energiantuotannossa. Ongelmana on kuitenkin polymeeriaurinkokennojen heikko hyötysuhde (PCE). Kuitenkin PSC:ien tutkimukseen on panostettu paljon ja hyötysuhdetta on saatu nostettua jonkin verran erilaisilla keinoilla. Tämän työn tarkoituksena on ollut etsiä kirjallisuudesta vuosina 2018–2020 julkaistuja, hyötysuhteeltaan 14,2 % ylittäviä polymeeriaurinkokennoja, joissa donorina (D) eli elektronin luovuttajana on polymeeri ja akseptorina (A) eli elektronin vastaanottajana on fullereeniton pienmolekyyli (NFA). Työssä esitellään 19 erilaista donori–akseptori (D–A) -paria, joiden avulla on saatu yli 14,2 % PCE-arvoja. Työn tavoite on selvittää, minkälaisia rakenteita ja ominaisuuksia tehokkaissa kennoissa käytetyillä donoreilla ja akseptoreilla on, minkälaisia molekyylimallinnusmenetelmiä on käytetty niiden tutkimisessa ja minkälaisia tuloksia on saatu.