具有高短路电流特性的D-A共聚物给体材料的理论研究北大核心CSCD |
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引用本文: | 李优,王海燕,华道阳,张秋月,李晓天,李梦科,杜钟康,刘好伟,贾瑜.具有高短路电流特性的D-A共聚物给体材料的理论研究北大核心CSCD[J].高分子通报,2018(4):58-65. |
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作者姓名: | 李优 王海燕 华道阳 张秋月 李晓天 李梦科 杜钟康 刘好伟 贾瑜 |
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作者单位: | 1.郑州大学物理工程学院450001;2.河南大学物理与电子学院475004; |
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基金项目: | 国家自然科学基金(61440030),河南省自然科学基金(11447352),高等学校博士学科点专项科研基金(20114101110001),大学生创新创业训练计划项目(201610459051) |
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摘 要: | 针对目前本体异质结有机太阳能电池活性层使用的给-受体(D-A)共聚物,研究对D-A给体材料的选取是设计高效有机太阳能电池的关键问题。本文分别选取了10种D单元和A单元,采用第一性原理密度泛函方法,研究了D、A单元及其相应共聚物结构和能隙的变化。结果表明:噻吩环稠合时噻吩环的个数、噻吩环与苯环稠合时苯环的个数都可以有效地调制能隙的大小;同时结构中噻吩环上S原子的位置对带隙也有一定影响。在此基础上,选取噻吩并3,4-b]噻吩D2、双噻吩锗D6和吡咯并吡咯二酮A4为单体的三种带隙值较小的聚合物,研究了三种高短路电流给体材料P_1(PDTG-PT)、P_2(PNTz4T)、P_3(DPPTT-T)的电子结构特性。通过分析其分子链构象、Bader电荷转移和形成能,表明它们是高短路电流有机太阳能电池D-A型给体材料的理想选择。本研究为设计高短路电流有机太阳能电池D-A型给体材料提供了有价值的指导。
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关 键 词: | 高短路电流 太阳能电池 第一性原理 D-A共聚物 |
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