噻吩及其衍生物空穴传输材料的传输性能研究
发布时间：2021-07-06 19:29
随着化石资源的日益匮乏和人们对能源需求量的增加,人们不断地探寻清洁可再生无污染的新能源,太阳能在众多替代能源中脱颖而出。在众多太阳能电池类型中,钙钛矿太阳能电池（PSCs）与其他有机太阳能电池相比,具有更高的光电转化效率,且具有生产成本低廉,制作过程简易等优点而备受人们关注。本论文工作主要分为两部分:第一部分,利用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）对两个三苯胺类的原始分子（HTM1、HTM2）和设计的四个分子（HTM3、HTM4、HTM5、HTM6）的基态进行了优化,并在6-31G（d）基组上进行了B3LYP泛函优化。根据基态优化数据,计算了六种分子的键长、键角、能级和能隙、电离能及电子亲和势（IPs、EAs）、绘制了实验分子和设计分子的前线分子轨道图。基于基态优化结构,采用含时密度泛函（TD-DFT）方法计算吸收光谱。在激发态优化的基础上,利用TD-DFT方法计算了荧光光谱。采用了马库斯理论对实验分子和设计分子的阴离子和阳离子进行优化,计算重组能和空穴迁移率。从理论上研究了 HTM1-6光电性能的相关参数。结果表明,原子取代对键长、键角以及分子的稳定性影响很小。...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１实验分子ＨＴＭｌ和ＨＴＭ２及其四种设计的分子化学结构??设计的４种分子分别为ＨＴＭ３、ＨＴＭ４、ＨＴＭ５、ＨＴＭ６
０８?ｅＶ?（ＨＴＭ５）、２．３０１?ｅＶ?（ＨＴＭ６）。能隙的顺序为??ＨＴＭ５?＜?ＨＴＭ４?＜?ＨＴＭ６?＜?ＨＴＭ１?＜?ＨＴＭ２?＜?ＨＴＭ３。与实验分子?ＨＴＭ１?相比，ＨＴＭ４、??ＨＴＭ５、ＨＴＭ６的能隙分别减小了?０．２９５?ｅＶ、０．４８９?ｅＶ、０．１９６?ｅＶ。与实验分子ＨＴＭ２相??比，ＨＴＭ４、ＨＴＭ５?和?ＨＴＭ６?分子的能隙分别增大了?０．３３２?ｅＶ、０．５２６?ｅＶ?和?０．２３３?ｅＶ。??采用Ｐ原子、Ｓｉ原子、Ｓｅ原子代替Ｓ原子使能隙减小了。??图３－２为钙钛矿、Ｔｉ０２、实验分子和四种设计分子的能级和能隙图。能级图可以更??直接地反映分子的ＨＯＭＯ和ＬＵＭＯ能级水平。从图３－２可以更直接的看出，这６个分??子的ＨＯＭＯ能级接近钙钛矿的价带（－５．４３?ｅＶ），更有利于空穴注入。另一方面，如果??ＬＵＭＯ能级高于钙钛矿的导带（－５．４３?ｅＶ），则可以有效抑制电子回流。???（ＬＵＩＶｉｏｙ???（ＨＯＭＯ）??＇?－１．９８??－２．０－?－２．１９?－ｐ??？?－２．３７?—ｒ＂?９??９?ｃ?—Ｔ＂?－２．５６?－２．５〇??＿２．５．?—ｒ—?－２?６９?一一??－３．０－??ＣＴ＂?ＨＴＭ３??０?＂３－５￣?ＨＴＭ１?ＨＴＭ２?２．６４?ＨＴＭ４?ＨＴＭ５?ＨＴＭ６??＾?－３．９３?２．４９?２．５３?２．２０?２?００?２．３０??山?＿４．０－?－４．２?一???Ｓ??－４－５－?Ｔｉ０２?？?＿Ｌ＿??２?—１—?－４．６２?＂ＴＴｒ?．?〇ｑ?—??－５．０－?ｇ．?＾．８６?－４－７３?－４．７６?＂４．６
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【参考文献】：
期刊论文
[1]新型太阳能电池的研究简述[J]. 张佳维. 山东化工. 2018(21)
[2]晶硅太阳能电池发展状况及趋势[J]. 翟金叶. 电子技术与软件工程. 2018(04)
[3]薄膜太阳电池的研究现状[J]. 程晓芳. 电源技术. 2017(03)
博士论文
[1]基于NiO电极的介观太阳能电池研究[D]. 崔金.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]苯并噻吩及吩噻嗪衍生物的结构和光电性能[D]. 李珊.东北林业大学 2019
[2]无机钙钛矿单晶的制备及薄膜光学结构的研究[D]. 李刚.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3268838
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１实验分子ＨＴＭｌ和ＨＴＭ２及其四种设计的分子化学结构??设计的４种分子分别为ＨＴＭ３、ＨＴＭ４、ＨＴＭ５、ＨＴＭ６
０８?ｅＶ?（ＨＴＭ５）、２．３０１?ｅＶ?（ＨＴＭ６）。能隙的顺序为??ＨＴＭ５?＜?ＨＴＭ４?＜?ＨＴＭ６?＜?ＨＴＭ１?＜?ＨＴＭ２?＜?ＨＴＭ３。与实验分子?ＨＴＭ１?相比，ＨＴＭ４、??ＨＴＭ５、ＨＴＭ６的能隙分别减小了?０．２９５?ｅＶ、０．４８９?ｅＶ、０．１９６?ｅＶ。与实验分子ＨＴＭ２相??比，ＨＴＭ４、ＨＴＭ５?和?ＨＴＭ６?分子的能隙分别增大了?０．３３２?ｅＶ、０．５２６?ｅＶ?和?０．２３３?ｅＶ。??采用Ｐ原子、Ｓｉ原子、Ｓｅ原子代替Ｓ原子使能隙减小了。??图３－２为钙钛矿、Ｔｉ０２、实验分子和四种设计分子的能级和能隙图。能级图可以更??直接地反映分子的ＨＯＭＯ和ＬＵＭＯ能级水平。从图３－２可以更直接的看出，这６个分??子的ＨＯＭＯ能级接近钙钛矿的价带（－５．４３?ｅＶ），更有利于空穴注入。另一方面，如果??ＬＵＭＯ能级高于钙钛矿的导带（－５．４３?ｅＶ），则可以有效抑制电子回流。???（ＬＵＩＶｉｏｙ???（ＨＯＭＯ）??＇?－１．９８??－２．０－?－２．１９?－ｐ??？?－２．３７?—ｒ＂?９??９?ｃ?—Ｔ＂?－２．５６?－２．５〇??＿２．５．?—ｒ—?－２?６９?一一??－３．０－??ＣＴ＂?ＨＴＭ３??０?＂３－５￣?ＨＴＭ１?ＨＴＭ２?２．６４?ＨＴＭ４?ＨＴＭ５?ＨＴＭ６??＾?－３．９３?２．４９?２．５３?２．２０?２?００?２．３０??山?＿４．０－?－４．２?一???Ｓ??－４－５－?Ｔｉ０２?？?＿Ｌ＿??２?—１—?－４．６２?＂ＴＴｒ?．?〇ｑ?—??－５．０－?ｇ．?＾．８６?－４－７３?－４．７６?＂４．６
?东北林业大学硕士学位论文??ＨＯＭＯ?ＬＵＭＯ??Ｓ－ｊ＊?＇Ｖ＊＊－?、一《??＜３ｆ?■＊？＊，▲■？??丽１??画?？，一爹?ｕ??＞？＊?＞＜??夕ｖ?★毛?ｘ?？＊?＾??Ｈ？４?＼＞ＵＨ＾??－?？?ｖ（??ｘ?＞?？?＞■九??＞４＊?＞?？?？？＜？??Ｈ？５??ＨＴＭ６?？％?祕Ｚ?、？：：－＃??图３－３研宄分子的ＨＯＭＯ和ＬＵＭＯ的前线分子轨道图??３．３．３电离能、电子亲和势和绝对强度??当有机物被光激发时，电子从ＨＯＭＯ能级转移到ＬＵＭＯ能级。通过研宄有机材料??的电离能和电子亲和性，可以判断有机材料的电子获取能力和电子丢失能力［６３＇Ｍ］。对于??有机材料，电荷转移能力可以通过分子们电离能（／／＾）和电子亲和能（丑也）来估计。总的??来说，较低的电子势垒有利于空穴的输运，较高的电子势垒有利于电子的输运［６５］。??表３－３为实验分子们和设计分子们的／Ｐ值、似值和绝对硬度值。６种分子的值??计算结果分别为?５．５７２?ｅＶ?（ＨＴＭ１）、５．５２４?ｅＶ?（ＨＴＭ２）、５．３９３?ｅＶ?（ＨＴＭ３）、５．４５６?ｅＶ??（ＨＴＭ４）、５．３８３?ｅＶ?（ＨＴＭ５）、５．４２３?ｅＶ?（ＨＴＭ６）。计算得到的?分别为?１．５４８??ｅＶ（ＨＴＭｌ）、１．３２５?ｅＶ（ＨＴＭ２）、１．１５７?ｅＶ（ＨＴＭ３）、１．７５７?ｅＶ（ＨＴＭ４）、１．９１８?ｅＶ（ＨＴＭ５）、??１．８３５?ｅＶ（ＨＴＭ６）。从／Ｐ数据可以看出，设计的４个分子的值都小于实验分子。在所有??分子中，ＨＴＭ５的最小／Ｐ值为５．３８３?ｅＶ，可以促进空穴迁移。从￡４数据可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型太阳能电池的研究简述[J]. 张佳维. 山东化工. 2018(21)
[2]晶硅太阳能电池发展状况及趋势[J]. 翟金叶. 电子技术与软件工程. 2018(04)
[3]薄膜太阳电池的研究现状[J]. 程晓芳. 电源技术. 2017(03)
博士论文
[1]基于NiO电极的介观太阳能电池研究[D]. 崔金.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]苯并噻吩及吩噻嗪衍生物的结构和光电性能[D]. 李珊.东北林业大学 2019
[2]无机钙钛矿单晶的制备及薄膜光学结构的研究[D]. 李刚.哈尔滨工业大学 2018
本文编号：3268838
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