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增强有机太阳能电池的电荷转移与光电特性
摘要： 本工作主要通过分子理论模拟工程分析空间位阻对三种不同给体敏化剂（ZHG5、ZHG6和ZHG7）光电性能的影响。采用前沿分子轨道、全局反应性描述符、光学吸收特性、荧光寿命、电荷密度差及外电场影响等方法研究了光电物理与光电化学参数。结果表明，随着辅助给体空间位阻逐渐增大，喹喔啉类敏化剂性能逐渐恶化。揭示了cir-晕苯石墨烯量子点（GR）与三种染料杂化的光学特性，证实石墨烯量子点确实能改善太阳能电池的光学性能。此外，通过插入六种官能团设计了九种新分子，发现分子结构受体的-CN插入有利于提升敏化剂性能。
关键词： 供体敏化剂、空间位阻、官能团、石墨烯量子点、光电性能、分子理论模拟
更新于2025-09-16 10:30:52
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支链侧链调控共轭聚噻吩中抗衡离子位置与掺杂机制
摘要： 由于聚合物体系固有的结构和能量无序性，预测半导体聚合物与掺杂剂之间的相互作用并非易事。虽然高效电荷转移的驱动力取决于电子给体与受体之间有利的能级偏移，但我们证明掺杂效果还依赖于将掺杂分子掺入半导体聚合物薄膜的结构限制条件。本研究报道了模型共轭聚合物在接触两种掺杂剂（一种直接氧化聚合物主链，另一种使聚合物主链质子化）时光谱和电学性质的变化过程。通过气相渗透法，常用电荷转移掺杂剂F4-TCNQ与聚合物聚(3-(2'-乙基)己基噻吩)(P3EHT)形成电荷转移复合物(CTC)。该共轭聚合物具有与特征明确的P3HT相同的主链结构，其最大电导率达到3×10?? S cm?1。我们推测P3EHT的支链侧基迫使F4-TCNQ驻留在晶粒的π面之间，导致给体与受体间发生部分电荷转移。相反，使用强酸HTFSI对聚合物主链进行质子化处理后，P3EHT的电导率最高可达4×10?3 S cm?1，比使用电荷转移掺杂剂时高出两个数量级。P3EHT主链能被酸掺杂剂质子化却不能被F4-TCNQ直接氧化的现象表明，即使电荷转移驱动力充足，空间位阻仍对掺杂剂与聚合物间的电荷转移程度起重要作用。
关键词： 半导体聚合物、电导率、空间位阻、掺杂剂、电荷转移
更新于2025-09-09 09:28:46