Дослідження спектрів і агрегації молекул ванадил фталоцианіна у двохкомпонентних розчинах - Пирятинський, Ю. П.; Антипов, Є. О.; Тарасенко, С. Є.; Яцун, О. В. (Енергетика і автоматика, 2025)
Запропоновано і відтворено підхід для формування наночасток органічного напівпровідника донорного типу в суміші полярного і неполярного розчинників. Відомо, що металічні комплекси молекул фталоцианіну широко застосовуються в шарових фотовольтаїчних перетворювачах сонячного світла в якості органічного напівпровідника донорного типу. У роботі досліджувались електронні спектри ванадил фталоцианінового VOPc барвника в розведеному і концентрованому розчині, а також у полярному і неполярному розчинниках. У розведеному неполярному розчиннику молекули барвника перебувають у стані мономера, разом з тим, зростання концентрації барвника призводить до появи димерних формацій. Виявлено, що використання змішаного розчинника кислота-вода є дієвим способом контролю агрегації молекул барвника. Головні чинники впливу на асоціацію молекул VOPc – це величина водної компоненти в суміші розчинника і час ‘вирощування’ нанокристалів. У концентрованих полярних розчинах молекула барвника перебуває в стані монокатіона сольватованого молекулами розчинника і не здатна до взаємодії із іншими молекулами барвника. У цьому випадку, розчин має суто мономолекулярний спектр поглинання. При додаванні води стає можливою міжмолекулярна взаємодія за рахунок руйнування сольватної оболонки навколо молекули барвника. Також відбувається асоціація органічних молекул. У нашому випадку, це призводить до появи в спектрі поглинання широкої смуги із максимумом при 980 нм. Застосовуючи суміш кислота-вода та змінюючи концентрацію води у ній, можемо контролювати процес агрегації молекул барвника, а також кількість молекул в агрегаті. Так, появу у спектрі поглинання смуг при 775 і 690 нм можливо пов’язати із формуванням сендвіч-подібних димерів (H-димерів). Із зростанням концентрації води формуються більші агрегати молекул барвника. При високій концентрації води в суміші можуть “вирости” монокристали мікронного масштабу. У спектрах поглинання процес “росту” можливо спостерігати завдяки появі смуги при 980 нм із наступним зростанням її інтенсивності, довгохвильового зсуву і розширення. Описані результати – це базовий підхід для вирощування нанокристалів органічних напівпровідників контрольованого розміру. Ключові слова: нанокристали, підсилення електронних властивостей органічних молекул, агрегація молекул, самоорганізація молекул