免费论文摘要：氮功效化对蒄构造与载流子迁徙率的感化及含氮杂蒄吸电子基光伏干电池供体资料的分子安排

稠环芬芳烃(PAHs)在有机光伏干电池(OPVCs)、发亮二极管(OLEDs)和场效力晶体管(OFETs)等电子资料中具备普遍运用. 用N亚原子代替芬芳环上CH基团, PAHs的物生化学本质会爆发明显变换, 载流子传输本领普及, 是功效化稠环芬芳烃的常用本领. 正文接洽实质囊括以次两局部:第三章 安排6种多氮杂蒄构造, 沿用密度泛函表面(DFT)B3LYP/6-31G(d)本领接洽引入N亚原子数目、场所对蒄好多构型、电子构造的感化. 运用Marcus表面在PW91PW91/6-31G(d)程度上计划三氮杂蒄衍底栖生物3b及构造邻近的未氮功效化的蒄衍底栖生物3a变化积分, 猜测二者室温下的载流子迁徙率, 并计划氮功效化对晶体分子积聚办法、变化积分、重组能及载流子迁徙率的感化. 结果, 用一维分散方程法和稳态主方程法计划3b晶体a-b平面内载流子迁徙率的各向异性. 截止表白, 用N亚原子代替蒄芳环上的CH基团, 不妨贬低火线轨迹能级, 减少晶体层内及层间分子间C-H…N弱彼此效率, 变换积聚办法, 激动资料由p型有机半半导体向n型变换. 十二氮杂蒄(12ac)呈特殊的“碗状”构造, 其他氮杂蒄保护平面构型. 火线轨迹能级值与N亚原子数n线性关系. 邻位氮功效化功效最鲜明, 但会引导空穴重组能鲜明减少. 298.15K时, 3a空穴迁徙率μh=3.478×10-5cm2·V-1·s-1, 电子迁徙率μe=3.633×10-6cm2·V-1·s-1; 氮功效化的3b晶体μh=0.004cm2·V-1·s-1, μe=2.117cm2·V-1·s-1. 稳态主方程法的计划截止表白, 3b晶体中央电影企业股份有限公司子沿b轴目标迁徙率最高, μe, max=1.097×10-2cm2·V-1·s-1. 而一维分散方程法预算截止表露电子沿与b晶轴49°夹角目标迁徙率最高, 达6.352cm2·V-1·s-1. 领会电子传输路途及变化积分值可知, 分散方程本领忽视了电子传输进程中慢反馈办法对贯串反馈的总反馈速度的控制, 主方程法截止越发有理.第四章 挑选能级差小, 火线轨迹能级低的氮杂蒄构造动作吸电子基(A), 贯串二氰基乙烯(A’)、二噻吩噻咯(D)两种修建单位, 安排5种具备A’-A-D-A-A’构造的光伏干电池有机小分子供体资料. 用B3LYP/6-31G(d)和TD-B3LYP/6-31G(d)本领接洽供体分子好多构型、火线轨迹、态密度、重组能及接收光谱, 猜测供体分子与PC61BM形成的异质结光伏干电池的开路电压及功率变换功效. 截止表白, 安排的供体分子具备杰出的平面π共轭构造. 火线轨迹能级随n减少而贬低, 个中ELUMO与n呈杰出的线性联系. 安排分子的空穴重组能均很小(0.09-0.14eV), 大概具备杰出空穴传输本领. 个中, 以D-6-o为供体的光伏器件功率变换功效最高, 估计为9-10%, 开路电压为1.21V, 接收光谱掩盖356.3-676.4nm范畴. D-6-s变换功效为7%, 光谱较宽, 掩盖331.8-726.4范畴, 开路电压为1.71V. D-8-o光谱展宽最宽(388.9-842.6nm), 但其火线轨迹能级过低, 与PC61BM能级不配合, 引导变换功效低. 一切安排的分子在看来光地区均具备强的接收峰, 表面猜测的开路电压大, 为试验供给参考.

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