苯并三氮唑类有机光伏材料的结构与激发态性质研究

作     者：张祥 赵思宇 刘珂珂 李果果 李珂庆 赵振芳 刘清 ZHANG Xiang;ZHAO Si-yu;LIU Ke-ke;LI Guo-guo;LI Ke-qing;ZHAO Zhen-fang;LIU Qing

作者机构：河南省科学院高新技术研究中心河南郑州450002 郑州市诚志实业有限公司河南郑州450046 

基　　金：河南省科技攻关项目(222102320294) 河南省科技攻关项目(222102320184) 河南省科技攻关项目(222102240115)资助 

出 版 物：《化学研究与应用》 (Chemical Research and Application)

年 卷 期：2023年第35卷第10期

页      码：2440-2448页

摘      要：基于密度泛函理论对6种有机光伏材料使用B3LYP/6-31g+(d,p)方法进行计算,对结构和激发态的诸多性质进行研究。研究结果表明,在基态稳定结构中,M1~M4为反式的平面结构,而M5与M6存在40°以上的二面角,因此z轴有较大的偶极矩分量。而M5与M6激发态分子结构的二面角减小了25°左右,逐渐变为反向平面结构,导致总偶极矩呈现下降的趋势。所有分子的HOMO主要集中于苯环和桥联单元上,而LUMO主要分布在苯并三氮唑环上。平面型分子的HOMO与LUMO对于调控的变化不明显,拥有较大二面角的分子,对于形成内部载流子是较为不利的。在环己烷溶剂模型中对分子的紫外吸收光谱和激发态进行分析,M3的紫外吸收范围较大,有助于提高OSCs的光电转化效率,M5与M6不利于载流子的形成,不利于制备成为OSCs给体材料。所有分子激发态性质均是由HOMO之下的4个轨道和LUMO之上的3个轨道之间决定,这样的激发态性质有利于保证材料的稳定性。这些研究为更好地设计半导体材料提供了良好的理论依据。

主 题 词：有机太阳能电池 密度泛函 结构 激发态 前线轨道 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 070304[070304] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-1656.2023.10.022

馆 藏 号：203124193...