基于苝核心的A-D-A型有机太阳能电池受体分子的理论研究

摘要

设计合成新颖高效的有机太阳能电池受体材料是有机太阳能电池的重要研究领域.受体材料在有机太阳能电池器件中是接收电子的部分，因此该类分子必须具备以下特点：较强的电子吸收能力，高的电子亲和能，良好的光稳定性，与给体材料相匹配的HOMO和LUMO能级以确保电子较好地转移，高的电子传输速率.该文设计了以苝为核心作为给体单元，以2-(3-氰基亚甲基)靛酮(INCN)基团为受体单元的A-D-A型非富勒烯有机太阳能小分子受体材料，用量子化学理论、密度泛函理论(Density functional theory, DFT)和含时密度泛函理论(Time-dependent density functional theory, TD-DFT),研究了该分子的光学、电荷转移速率等性质.计算结果表明，A1受体分子由于具有更对称和更长的共轭结构，因此具有更好的光物理性质和更快的电子迁移率.该文为实验筛选新的受体材料提供了新的理论依据.

关键词

有机太阳能电池 / 受体材料 / 苝 / 2-(3-氰基亚甲基)靛酮 / A-D-A型 / 密度泛函理论 / 含时密度泛函理论