理论研究吡咯二酮修饰的PTB7Ir对有机太阳能电池界面电荷转移机制的影响

摘要

近年来,有机太阳能电池(organic photovoltaics,OPV)因成本低、无污染、具有较好的柔性成为潜在的新能源转换装置.但由于其能量转换效率较低导致竞争力不强.而造成这一现象的直接原因就是给/受体(donor/acceptor,D/A)界面电荷转移的过程复杂而难以预测.有实验报道,由D/A复合物的三重电荷转移激发(3CT)态到给体三重激发(Tt)态的电荷重组过程会限制聚合物太阳能电池能量转换率.如果调解3CT的能级低于给体的T1态能级,将有效抑制电荷重组过程,改善电荷转移,提高电池效率.本论文选取当前实验合成的具有较高效率的PTB7Ir给体分子为原型,拟采用密度泛函理论方法,通过讨论不同吸电子基团修饰的PTB7Ir聚合物给体分子对D/A界面电荷转移机制的影响,研究目标材料的各光物理参数,从而筛选出性能优异的给体材料,期望完善给体分子的设计策略,为实验合成提供理论依据.