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具有低带隙的新型共轭化合物在体异质结太阳能电池中的理论研究：DFT与TD-DFT研究

DOI：10.1016/j.rechem.2020.100040 期刊：Results in Chemistry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 近年来，体异质结太阳能电池因其科学价值与经济潜力备受关注，有望成为未来低成本光伏技术的代表之一。本研究采用B3LYP、PBEPBE、B3PW91和mPW1PW91等多种方法结合6-31G(d,p)基组，通过密度泛函理论(DFT)系统研究了由二酮吡咯并吡咯(DPP)衍生物、噻吩共轭侧链及2,5-双(三甲基锡基)噻吩构成的新型共轭聚合物r-PTTDPP50的电子与几何特性，以确定最适用的计算方法。通过CAM-B3LYP方法获取其吸收光谱特性后，将选用与实验数据吻合度最高的泛函方案，为有机电子器件领域设计其他候选结构。该研究成果将为合成更具光电活性的功能材料提供理论指导。
作者： M. Raftani，T. Abram，M.N. Bennani，M. Bouachrine
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研究概述 实验方案

研究目的

研究一种名为r-PTTDPP50的新型共轭聚合物的电子和几何特性，该聚合物由二酮吡咯并吡咯（DPP）衍生物、噻吩共轭侧链和2,5-双（三甲基锡基）噻吩构成，旨在应用于有机电子领域。

研究成果

研究得出结论：新设计的化合物M1、M2、M3、M4和M5具有低带隙、较低的HOMO能级、紫外-可见吸收特性、可接受的Voc值以及约9%的功率转换效率。因此，这些特性使其成为体异质结有机太阳能电池的有前途候选材料。

研究不足

理论结果与实验结果之间的差异可归因于：计算时采用气相孤立分子获得理论值，而实验则针对固态体系进行。

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