有机分子体系电子激发态的多体格林函数理论研究

发布时间：2023-04-21 21:11

　　作为一种重要的光电转换材料,有机太阳能电池(OSC)材料已经是国内外众多课题组长期研究的热点,然而OSC材料目前的性能离大规模应用还有很大距离。尽管人们已经做了大量的实验和理论研究,但对OSC的光电转换机理、影响光电转换效率的因素还存在很多争论,例如,激子在给体内是如何扩散的、电子-空穴对在给体/受体界面是如何分离的、电荷转移激发态和三重态等中间态是如何调控电荷分离和能量传递的等等。其中,线性π共轭有机半导体材料在电子工业、太阳能电池和自旋电子器件中起着重要的作用。近几年来,国内外越来越多的实验致力于研究这些OSC材料的电学和光学特性。通过理论计算来研究这些问题成为一种必要手段。然而就理论研究而言,目前的计算还存在很多问题,例如模型简单、计算精度低等。最近,多体格林函数理论,通过GW方法与来自双粒子格林函数的Bethe-Salpeter方程(BSE)相结合,成为研究电子激发态和光吸收的重要工具。过去三十年的理论方法和计算程序的发展使得GW方法和BSE能够更好的解决实际体系,从计算精度上来说,它比其他第一性原理方法在计算体系的能带、电离势、电子亲和能和光谱等方面具有无可比拟的优势。它们能...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 有机太阳能电池概述
    1.3 单重态劈裂
    1.4 本文研究的主要内容及创新点
    参考文献
第二章 多体格林函数理论与计算方法
    2.1 GW近似
    2.2 Bethe-Salpeter方程
    2.3 激发态能量传递
    2.4 激发态动力学
    2.5 多体格林函数理论的前景与展望
    参考文献
第三章 六噻吩的激子和Davydov劈裂
    3.1 引言
    3.2 模型结构和计算细节
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 六噻吩分子
        3.3.2 六噻吩晶体
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 并苯分子和并五苯晶体的光学性质
    4.1 前言
    4.2 计算细节
    4.3 计算结果
        4.3.1 并苯分子
        4.3.2 并五苯晶体
    4.4 结果讨论
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 激发态能量传递的理论研究
    5.1 前言
    5.2 计算细节
    5.3 分子之间的激发态能量传递
        5.3.1 激发态能量
        5.3.2 电子耦合
    5.4 碳纳米管之间的激发态能量传递
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 并五苯和C₆0界面处的电荷转移和激发态动力学
    6.1 引言
    6.2 计算细节
    6.3 结果与讨论
    6.4 本章小结
    参考文献
结论与展望
致谢
攻读博士期间发表的论文
附录
附件
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3796257