Optical spectroscopy of polyazomethine-PCBM nanostructures

We report optical properties of a recently synthesized 25Th-cardo polyazomethine (PAZ) and of its mixture with [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM). The polymer film had significant absorption for wavelengths shorter than 480 nm (2.6 eV). The external quantum efficiency of 25Thcardo: PCBM solar cell was the highest (about 0.3%) in the near UV range. Theoretical calculations show that HOMO energy levels are equal to –5.99 eV and –5.95 eV for PAZ and PCBM, respectively. Such a small energy difference enables hole leaking from PAZ to PCBM, what can explain low photo-current yield and presence of PCBM absorption bands in the photocurrent spectrum. Time-resolved photoluminescence revealed the emission band at 2.10 eV with a fast decay time of 7 ps, and the more stable band at 1.88 eV. It was observed that PCBM caused quenching of the PAZ emission, what indicates the energy transfer from PAZ to PCBM.

---

W niniejszej pracy przedstawiamy właściwości optyczne otrzymanej poliazometiny 25Th-cardo i jej mieszaniny z estrem [6,6]-fenylo-metylowym-C61 kwasu masłowego (PCBM). Dla polimeru obserwujemy znaczącą absorpcję dla długości fal krótszych niż 480 nm (2,6 eV). Zewnętrzna wydajność kwantowa ogniw słonecznych na bazie 25Th-cardo:PCBM była najwyższa (około 0,3%) w zakresie bliskiego UV. Obliczenia teoretyczne pokazują, że energie poziomów HOMO są równe -6,0 eV i -5,99 eV, odpowiednio dla 25Th-cardo i PCBM. Tak mała różnica energii umożliwia wyciekanie dziur z 25Th-cardo do PCBM, co może tłumaczyć niską wydajność ogniw oraz obecność pasm absorpcyjnych PCBM w widmie fotoprądu. Fotoluminescencja czasowo-rozdzielcza daje pasmo emisji dla energii 2,10 Ev o szybkim czasie zaniku (7 ps) oraz bardziej stabilne pasmo przy 1,88 eV. Stwierdzono, że dodatek PCBM powoduje stłumienie emisji 25Th-cardo, co wskazuje na przenoszenie energii z 25Th-cardo do PCBM.