烷氧基取代稠环非富勒烯受体的光电性质研究

作者：梁悦键; 苏忠民^*

来源：分子科学学报：中英文版, 2019, 35(05): 371-378.

DOI：10.13563/j.cnki.jmolsci.2019.05.003

• 有机太阳能电池
• 稠环非富勒烯受体
• 光电转换
• 电荷分离
• 密度泛函理论

新型非富勒烯受体尤其是稠环电子受体的设计促进了有机太阳能电池(OSC)能量转换效率(PCE)的快速提升.最近实验报道了烷氧基取代的ORCN和烷基取代的ERCN 2种稠环电子受体,其中ORCN与P3HT给体构成的器件效率是ERCN的2倍之多.针对这一现象,本文利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对二者的光电性质进行了比较研究.计算结果表明,与ERCN相比,ORCN表现出更好的分子平面性和更高的最高占据轨道能级,从而促进了其吸收光谱和给体分子P3HT在可见光范围内更好的互补.此外,ORCN具有更大的分子内电荷转移程度和分子间电荷分离速率,以及更小的电荷重组速率.因此,P3HT/ORCN构成的OSC开路电压和短路电流密度均有所提升,进一步使其PCE更大.

• 单位
  东北师范大学; 长春理工大学