密度泛函理论（DFT）和时间相关密度泛函理论研究非富勒烯体异质结有机太阳能电池受体分子端基导出物关键光学性质的化学和物理起源
摘要：有机太阳能电池光电转换效率的发展迅速，结果越来越接近传统的无机太阳能电池。过去，有机太阳能电池的性能改进首先关注P3HT:PC61BM太阳能电池的形态，然后经历了不同阶段，最近将兴趣转向非富勒烯受体(NFAs)作为PC61BM受体(ACC)分子的替代品。本文使用密度泛函理论(DFT)和时变密度泛函理论(TD-DFT)研究了四种新型的A-D-A形式的NFAs，这些NFAs是从最近合成的IDIC-4Cl分子中衍生出来的。我们评估了IDIC-4Cl的计算水平，然后将其应用于这四种新型的NFAs，以了解化学修饰如何导致循环伏安法(CV)前沿分子轨道(FMO)能级和吸收光谱在溶液中发生物理变化。最后，我们设计并应用了一种新型的基于Scharber图的NFAs。与原始的Scharber图不同，较小的ACC带隙可能通过填补DON受体光谱中的空白来促进PCE。我们预测，只有候选分子中最差的受体A，具有最高的前沿分子轨道能级和最大的CV最低占据分子轨道(LUMO)和最高未占据分子轨道(HOMO)能级差，才能产生超过原IDIC-4Cl ACC的PM6:ACC PCE。该候选分子还显示了最大的1(HOMO,LUMO)主要电荷转移跃迁的振子强度，以及在这里研究的所有ACC分子中最大程度的电荷转移非局域化。
作者：Taouali W, Alimi K, Nangraj A.S., Casida M.E
论文ID：2305.18085
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2023-06-01