在DPP2Py2T-PCBM接口上的二元初始刺激转换:从嵌入式GW-Bethe-Salpeter方程计算的洞察
Vivek Sundaram1,2,3, Björn Baumeier1,2
1Department of Mathematics and Computer Science, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600MB Eindhoven, The Netherlands.
有机太阳能电池的光激发显示了不同的充电生成效率. 模拟显示,供体激发导致较低的结合能量电荷转移激发,使电荷分离更快.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学计算化学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSC) 根据初始光激发表现出不同的充电生成效率.
- 了解刺激子转换的动态对于优化OSC性能至关重要.
研究的目的:
- 根据捐赠者或接受者的光刺激,调查OSC中的效率差异的起源.
- 通过局部到电荷转移 (CT) 激发动态的模拟来阐明电荷生成的机制.
主要方法:
- 量子-量子-经典嵌入式GW-贝塞-萨尔佩特方程模拟.
- 计算激发能级,电子合和重组能量的计算.
- 马库斯理论和人口动态建模的应用.
主要成果:
- 识别了多个具有不同特征的CT类型激发.
- 在相关的最小整数CT刺激之间确定了0.30 eV的分离.
- 发现聚合物LE (0.25 eV) 的激活障碍明显高于烯LE (0.05 eV).
- 证明了对具有较低结合能量的较高CT状态的供体激发偏好.
结论:
- 电荷生成效率的二分化源于CT状态形成的不同激活障碍.
- 捐赠者光刺激有利于较少的结合CT状态,促进在皮秒内更快的电荷分离.
- 模拟结果为优化激发动态提供了洞察力,以提高OSC性能.
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