文档名：不同取代基对联苯二酰亚胺基空穴传输材料光电性能的影响
摘要：本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH2取代基对其性能的影响.基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(DOS)、绝对硬度、静电势(ESP)以及空穴传输速率.基于含时密度泛函理论(TD-DFT),讨论了空穴传输材料分子的吸收光谱、电荷密度差图(CDD)、热图、D指数、H指数、Sr指数、激子结合能(Ecoul)以及片段间的电子转移量.模拟计算结果表明:设计的HTMs的能级都与钙钛矿层(MAPbl3)的能级匹配,并且都具有较高的稳定性和空穴传输速率.根据溶解自由能的研究结表明:设计的分子均可溶于二氯甲烷溶剂中.所有的分子在200～400nm之间有较为明显的吸收峰,不会与钙钛矿层在可见光区域发生光吸收竞争,并且光激发过程电子是从给体转移到受体;所设计的HTMs具有良好的电学性质、光学性质、空穴传输速率和稳定性,该研究为高效性能的空穴传输材料的设计提供了新的思路.
Abstract：Inthisstudy,wedesignedfournewholetransportmaterials(HTMs)inperovskitesolarcells(PSCs)andstudiedtheeffectsofthedifferentsubstituentgroupsontheirperformance.Basedondensityfunctionaltheory(DFT),weinvestigatedthegeometry,frontiermolecularorbi-tals(FMOs),densityofstates(DOS),solvationfreeenergy(△Gsol),absolutehardness,electrostaticpotential(ESP),andholetransportratesofalldesignedmolecules.Time-dependentdensityfunctionaltheory(TD-DFT)wasusedtoanalyzetheabsorptionspectra,chargedensitydifferencediagrams(CDD),heatmaps,Dindex,Hindex,Srindex,excitonbindingenergy(Ecoul),andtheelectrontransferofthedesignedHTMs.ThesimulationfindingsdemonstratethatthestudiedHTMsmolecularenergylevelsmatchtheenergylevelofperovskite(MAPbl3).Addi-tionally,alldesignedmoleculeshavegoodstabilityandhighholetransportrates.Basedonthesolubilityfreeenergies,thedesignedHTMswereallfoundtobesolubleinthedichloromethanesolvent.TheUV-visibleabsorptionspectrashowthatthedesignedHTMscanbroadentheopticalabsorptionrangeofPSCsinthevisiblelightregion.Inaddition,thephotoexcitationprocessisthetransferofelectronsfromthedonortothere-ceptor.Thedesignedmoleculesexhibitgreatelectroniccharacter,opticalcharacter,holetransportrates,andstability,whichprovideideasforthefuturedesignofhigh-efficiencyHTMs.
作者：郑惠文 金宏璋 徐炎 闫磊 王行柱 Author：ZHENGHuiwen JINHongzhang XUYan YANLei WANGXingzhu
作者单位：湘潭大学物理与光电工程学院,湖南湘潭411105南华大学电气工程学院,湖南衡阳421001
刊名：材料导报 ISTICEIPKU
Journal：MaterialsReports
年，卷(期)：2024, 38(8)
分类号：O604
关键词：密度泛函理论 空穴传输材料 钙钛矿太阳能电池 联苯二酰亚胺
Keywords：densityfunctionaltheory holetransportmaterials perovskitesolarcells diphenylimide
机标分类号：O623.626TN304.055TM914.4
在线出版日期：2024年6月17日
基金项目：不同取代基对联苯二酰亚胺基空穴传输材料光电性能的影响[
期刊论文] 材料导报--2024, 38(8)郑惠文 金宏璋 徐炎 闫磊 王行柱本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH2取代基对其性能的影响.基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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