Fullerene bisadducts for organic photovoltaics

Promotie: dhr. R.K.M. Bouwer, 12.45 uur, Senaatskamer Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Fullerene bisadducts for organic photovoltaics

Promotor(s): prof.dr. J.C. Hummelen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Gemodificeerde fullerenen voor zonnecellen

Ricardo Bouwer verrichtte onderzoek naar gebruik van fullerenen als elektronen-accepterend materiaal in organische zonnecellen.

In 1985 ontstond met de ontdekking van een oplosbare vorm van koolstof, de zogenaamde fullerenen, een nieuw, zich nog steeds uitbreidend, veld in de scheikunde. Koolstof komt in verschillende vormen in de natuur voor, de zogenaamde allotropen van koolstof; als grafiet (het bekende zwarte koolstof), diamant of als fullereen (bolvormige moleculen die alleen uit koolstofatomen bestaan). Een vierde vorm wordt gevormd door de zogenaamde carbon nanotubes; koolstof moleculen in de vorm van een buis.

Fullerenen zijn uiterst geschikt voor toepassingen in de elektronica. Dit komt doordat fullerenen erg goed elektronen kunnen opnemen en geleiden. Omdat deze elektronica gebaseerd is op organische chemische moleculen spreken we ook wel van organische elektronica. Voorbeelden van toepassing in organische elektronica zijn organische transistors, organische LEDs (OLEDs) en organische zonnecellen die het onderwerp van dit proefschrift vormen.

Omdat fullerenen van zichzelf nog niet alle eigenschappen hebben die wenselijk zijn voor het gebruik in zonnecellen, moeten deze eerst gemodificeerd worden. We kunnen onderscheid maken tussen drie verschillende groepen gemodificeerde fullerenen; fullerenen met één extra groep bevestigd aan de bol, de zogenaamde monoadducten, fullerenen met twee groepen aan de bol, de zogenaamde bisadducten, en fullerenen met meer dan twee groepen aan de bol, de hogere adducten.

In dit proefschrift ligt de nadruk op het ontwikkelen van bisadducten en het gebruik hiervan als elektronen-accepterend materiaal in organische zonnecellen. Deze vorm van gemodificeerde fullerenen wordt pas sinds kort in zonnecellen gebruikt. Hierdoor is er nog weinig bekend over de eigenschappen en de prestaties van dit materiaal. Met dit proefschrift wordt een bijdrage geleverd aan het begrip en de verdere ontwikkeling van dit veel belovende materiaal voor organische zonnecellen.

Ricardo Bouwer studeerde chemie aan de Universiteit van Amsterdam. Het onderzoek werd uitgevoerd bij de onderzoeksgroep Chemistry of (Bio)Molecular Materials and Devices, onderdeel van het Stratingh Institute for Chemistry en het Zernike Institute for Advanced Materials van de RUG, en gefinancierd door het Dutch Polymer Institute. Brouwer gaat door als postdoc aan de TU Delft.