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AbstractThe design of a well‐ordered arrangement of atoms on a solid surface has long been sought due to the envisioned applications in many different fields. On‐surface synthesis of metal‐organic networks is one of the most promising fabrication techniques. Hierarchical growth, which involves coordinative schemes with weaker interactions, favours the formation of extended areas with the desired complex structure. However, the control of such hierarchical growth is in its infancy, particularly for lanthanide‐based architectures. Here the hierarchical growth of a Dy‐based supramolecular nanoarchitecture on Au(111) is described. Such an assembly is based on a first hierarchical level of metallo‐supramolecular motifs, which in a second level of hierarchy self‐assemble through directional hydrogen bonds, giving rise to a periodic two‐dimensional supramolecular porous network. Notably, the size of the metal‐organic based tecton of the first level of hierarchy can be tailored by modifying the metal‐ligand stoichiometric ratio., Depto. de Química Orgánica, Fac. de Ciencias Químicas, TRUE, pub

The diacetylene skeletons of DNBD precursors are attacked on Cu(111) by copper adatoms resulting in the synthesis of organocopper metallacycles., Depto. de Química Orgánica, Fac. de Ciencias Químicas, TRUE, pub

The synthesis and characterization of three novel HTMs with different highest occupied molecular orbital (HOMO) energy levels and their performances in MAPbI3-based devices in comparison with Spiro-OMeTAD is reported. Without systematic optimization, the HTMs performed well. The devices delivered fill factors comparable to the one with Spiro-OMeTAD but suffered from short-circuit current. Interestingly, despite the significant differences in HOMO energy levels, all three HTMs generated the same open-circuit voltage (VOC). We explored the performance limiting factors of the HTMs by simple transient photovoltage/photocurrent (TPV/TPC) measurements along with Drift-diffusion simulations. We found no correlation between HOMO energy levels of the HTMs and VOC of the devices. Performances of the devices are limited by high trap density as well as low carrier mobility of the HTMs, and by the shunts present in the devices. Furthermore, the high trap density and low carrier mobility of the HTM are found to induce ion migration effect in the device causing slow decaying components in TPV/TPC . Nevertheless, it is confirmed that JSC and VOC, measured at steady state, are not influenced by the ion migration effect. These HTMs can be improved further by optimizing their conductivity, trap density, morphology, and can be used as alternatives to Spiro-OMeTAD or other expensive, synthetically challenging HTMs. The simple and inexpensive approach presented in this work can also be applied for effectively evaluating charge transporting materials for perovskite solar cells, European Research Council, MINECO, Comunidad de Madrid, Depto. de Química Orgánica, Fac. de Ciencias Químicas, TRUE, pub

Among the plethora of polycyclic structures that have emerged in recent years, indenofluorenes comprise a unique class of compounds due to their potential in organic electronic systems such as OLEDs, OFETs, and OPVCs. However, the synthesis of fully conjugated indenofluorenes without bulky groups on the apical carbons under standard chemistry conditions is not easily accessible. In this regard, on-surface synthesis has appeared as a newly developing field of research, which exploits the use of well-defined solid surfaces as confinement templates to initiate and develop chemical reactions. Here, we demonstrate the successful fabrication of indeno[1,2-b]fluorene p-conjugated polymers linked via cumulene-like connections on well-defined metallic surfaces under ultra-high vacuum conditions. The structure and electronic properties of the formed polymers have been precisely characterized by scanning tunneling microscopy, noncontact atomic force microscopy and scanning tunneling spectroscopy, complemented by computational investigations, Comunidad de Madrid, Ministerio de Ciencia e Innovación, MINECO, Depto. de Química Orgánica, Fac. de Ciencias Químicas, TRUE, pub

Introducción El actual régimen energético, que se basa en fuentes de energía contaminantes no renovables, es insostenible desde los puntos de vista social, económico, geopolítico y ambiental. La única fuente totalmente renovable capaz de satisfacer la enorme y siempre creciente demanda energética del mundo es la energía solar. Las tecnologías fotovoltaicas, que convierten directamente la luz solar en electricidad, representan uno de los candidatos más prometedores para satisfacer esta demanda. Objetivos Capítulo 1: Desarrollo de moléculas pequeñas para células solares orgánicas. Capítulo 2: Desarrollo de moléculas pequeñas como materiales transportadores de huecos para células solares de perovskita. Resultados y discusión Capítulo 1. Moléculas pequeñas para células solares orgánicas i) Moléculas pequeñas A−D−A basadas en BDT-BTD Se han diseñado y sintetizado moléculas electroactivas que presentan una arquitectura de tipo A-D-A, la cual se emplea en algunos de los mejores fragmentos electrón dadores y aceptores encontrados en la literatura, concretamente, benzoditiofeno (BDT, como dador) y benzotiadiazol (BTD, como aceptor). Puentes tiofeno de longitud creciente han sido insertados entre los grupos aceptor y dador (Figura R1a), para mejorar la absorción y las propiedades de agregación. El estudio óptico, electroquímico y computacional ha revelado la naturaleza electroactiva de los compuestos y su habilidad para formar capas finas altamente ordenadas. Los dispositivos fotovoltaicos fabricados emplearon una mezcla de estos materiales con distintos derivados de fullereno como dador y aceptor, respectivamente, mostrando un comportamiento fotovoltaico pobre. El material con el mejor comportamiento (31) presentó una eficiencia de conversión energética (PCE) del 0.72% (Figura R1b)..., Introduction The current energetic regime, which relies on non-renewable polluting energy sources, is unsustainable from societal, economical, geopolitical, and environmental points of view. The only fully renewable source able to meet world’s huge and always growing energy demand is solar energy. Photovoltaic technologies, directly converting sunlight into electricity, represent one of the most promising candidates to meet this demand. Objectives Chapter 1: Development of new small molecules for organic solar cells (OSC). Chapter 2: Development of new small molecules as hole transporting materials (HTM) for perovskite solar cells. Results and Discussion Chapter 1. Small molecules for organic solar cells i) A−D−A Small molecules based on BDT-BTD Electroactive molecules featuring A−D−A architecture that employ some of the best performing electron donor and acceptor fragments found in the literature, namely benzodithiophene (BDT, as donor) and benzothiadiazole (BTD, as acceptor) have been designed and synthesized. Thiophene bridges of increasing length have been inserted in between A and D moieties (Figure S1a) in order to improve the absorption and aggregation properties. Optical, electrochemical and computational studies have revealed their electroactive nature and their ability to form well-ordered crystalline thin films. Photovoltaic devices employing these materials as donors in blends with fullerene derivatives showed poor performances, with best performing material (31) providing 0.72% PCE (Figure S1b)...

Introducción El actual régimen energético, que se basa en fuentes de energía contaminantes no renovables, es insostenible desde los puntos de vista social, económico, geopolítico y ambiental. La única fuente totalmente renovable capaz de satisfacer la enorme y siempre creciente demanda energética del mundo es la energía solar. Las tecnologías fotovoltaicas, que convierten directamente la luz solar en electricidad, representan uno de los candidatos más prometedores para satisfacer esta demanda. Objetivos Capítulo 1: Desarrollo de moléculas pequeñas para células solares orgánicas. Capítulo 2: Desarrollo de moléculas pequeñas como materiales transportadores de huecos para células solares de perovskita. Resultados y discusión Capítulo 1. Moléculas pequeñas para células solares orgánicas i) Moléculas pequeñas A−D−A basadas en BDT-BTD Se han diseñado y sintetizado moléculas electroactivas que presentan una arquitectura de tipo A-D-A, la cual se emplea en algunos de los mejores fragmentos electrón dadores y aceptores encontrados en la literatura, concretamente, benzoditiofeno (BDT, como dador) y benzotiadiazol (BTD, como aceptor). Puentes tiofeno de longitud creciente han sido insertados entre los grupos aceptor y dador (Figura R1a), para mejorar la absorción y las propiedades de agregación. El estudio óptico, electroquímico y computacional ha revelado la naturaleza electroactiva de los compuestos y su habilidad para formar capas finas altamente ordenadas. Los dispositivos fotovoltaicos fabricados emplearon una mezcla de estos materiales con distintos derivados de fullereno como dador y aceptor, respectivamente, mostrando un comportamiento fotovoltaico pobre. El material con el mejor comportamiento (31) presentó una eficiencia de conversión energética (PCE) del 0.72% (Figura R1b)..., Introduction The current energetic regime, which relies on non-renewable polluting energy sources, is unsustainable from societal, economical, geopolitical, and environmental points of view. The only fully renewable source able to meet world’s huge and always growing energy demand is solar energy. Photovoltaic technologies, directly converting sunlight into electricity, represent one of the most promising candidates to meet this demand. Objectives Chapter 1: Development of new small molecules for organic solar cells (OSC). Chapter 2: Development of new small molecules as hole transporting materials (HTM) for perovskite solar cells. Results and Discussion Chapter 1. Small molecules for organic solar cells i) A−D−A Small molecules based on BDT-BTD Electroactive molecules featuring A−D−A architecture that employ some of the best performing electron donor and acceptor fragments found in the literature, namely benzodithiophene (BDT, as donor) and benzothiadiazole (BTD, as acceptor) have been designed and synthesized. Thiophene bridges of increasing length have been inserted in between A and D moieties (Figure S1a) in order to improve the absorption and aggregation properties. Optical, electrochemical and computational studies have revealed their electroactive nature and their ability to form well-ordered crystalline thin films. Photovoltaic devices employing these materials as donors in blends with fullerene derivatives showed poor performances, with best performing material (31) providing 0.72% PCE (Figure S1b)...

Introducción El actual régimen energético, que se basa en fuentes de energía contaminantes no renovables, es insostenible desde los puntos de vista social, económico, geopolítico y ambiental. La única fuente totalmente renovable capaz de satisfacer la enorme y siempre creciente demanda energética del mundo es la energía solar. Las tecnologías fotovoltaicas, que convierten directamente la luz solar en electricidad, representan uno de los candidatos más prometedores para satisfacer esta demanda. Objetivos Capítulo 1: Desarrollo de moléculas pequeñas para células solares orgánicas. Capítulo 2: Desarrollo de moléculas pequeñas como materiales transportadores de huecos para células solares de perovskita. Resultados y discusión Capítulo 1. Moléculas pequeñas para células solares orgánicas i) Moléculas pequeñas A−D−A basadas en BDT-BTD Se han diseñado y sintetizado moléculas electroactivas que presentan una arquitectura de tipo A-D-A, la cual se emplea en algunos de los mejores fragmentos electrón dadores y aceptores encontrados en la literatura, concretamente, benzoditiofeno (BDT, como dador) y benzotiadiazol (BTD, como aceptor). Puentes tiofeno de longitud creciente han sido insertados entre los grupos aceptor y dador (Figura R1a), para mejorar la absorción y las propiedades de agregación. El estudio óptico, electroquímico y computacional ha revelado la naturaleza electroactiva de los compuestos y su habilidad para formar capas finas altamente ordenadas. Los dispositivos fotovoltaicos fabricados emplearon una mezcla de estos materiales con distintos derivados de fullereno como dador y aceptor, respectivamente, mostrando un comportamiento fotovoltaico pobre. El material con el mejor comportamiento (31) presentó una eficiencia de conversión energética (PCE) del 0.72% (Figura R1b)...

Introducción El actual régimen energético, que se basa en fuentes de energía contaminantes no renovables, es insostenible desde los puntos de vista social, económico, geopolítico y ambiental. La única fuente totalmente renovable capaz de satisfacer la enorme y siempre creciente demanda energética del mundo es la energía solar. Las tecnologías fotovoltaicas, que convierten directamente la luz solar en electricidad, representan uno de los candidatos más prometedores para satisfacer esta demanda. Objetivos Capítulo 1: Desarrollo de moléculas pequeñas para células solares orgánicas. Capítulo 2: Desarrollo de moléculas pequeñas como materiales transportadores de huecos para células solares de perovskita. Resultados y discusión Capítulo 1. Moléculas pequeñas para células solares orgánicas i) Moléculas pequeñas A−D−A basadas en BDT-BTD Se han diseñado y sintetizado moléculas electroactivas que presentan una arquitectura de tipo A-D-A, la cual se emplea en algunos de los mejores fragmentos electrón dadores y aceptores encontrados en la literatura, concretamente, benzoditiofeno (BDT, como dador) y benzotiadiazol (BTD, como aceptor). Puentes tiofeno de longitud creciente han sido insertados entre los grupos aceptor y dador (Figura R1a), para mejorar la absorción y las propiedades de agregación. El estudio óptico, electroquímico y computacional ha revelado la naturaleza electroactiva de los compuestos y su habilidad para formar capas finas altamente ordenadas. Los dispositivos fotovoltaicos fabricados emplearon una mezcla de estos materiales con distintos derivados de fullereno como dador y aceptor, respectivamente, mostrando un comportamiento fotovoltaico pobre. El material con el mejor comportamiento (31) presentó una eficiencia de conversión energética (PCE) del 0.72% (Figura R1b)...