研究目的
采用密度泛函理论设计和研究用于太阳能电池的硅掺杂有机聚合物单体，旨在通过硅掺杂改性A4B7BT分子结构并研究其在SnO2 (100)表面的吸附行为来提升光伏性能。
研究成果
该研究成功设计了硅掺杂的A4B7BT衍生物，其光伏性能得到增强，其中A4B7BT-3Si展现出最佳构型，能隙接近单晶硅。这些发现为未来光伏材料的开发提供了理论基础。
研究不足
该研究是理论性的，依赖于计算模拟，可能无法完全捕捉所有现实条件和相互作用。需要实验验证来确认这些发现。
硅掺杂苯并噻唑/SnO2(100)结构特性的理论研究：一种太阳能电池的新型分子设计
DOI：10.1016/j.apsusc.2019.144054
期刊：Applied Surface Science
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
共轭聚合物因其在大面积异质结太阳能电池中具有较高的功率转换效率而备受关注?；?-(5-溴噻吩-2-基)-7-(5-((4-壬基-5-乙炔基噻吩-2-基)乙炔基)噻吩-2-基)苯并噻二唑(A4B7BT)，借助硅掺杂技术，在GGA/PW91/DNP水平的密度泛函理论(DFT)辅助下设计了太阳能电池用有机聚合物单体。通过对比筛选稳定构型、稳定能及前线轨道能隙发现：当A4B7BT中苯并噻二唑单元的1、3、5位碳原子同时被3个硅原子取代时，A4B7BT-3Si构型最优。为深入探究硅掺杂A4B7BT的光伏特性，结合DFT与周期性平板模型研究了SnO2(100)表面吸附的A4B7BT-xSi(x=1-6)体系，详细讨论了其稳定结构、Mulliken电荷、前线轨道、能带结构及态密度。结果表明SnO2(100)-A4B7BT-3Si体系的能隙(1.17 eV)接近单晶硅，本研究为未来光伏材料的战略开发提供了潜在指导。
作者：
Fulan Zhang，Jianhua Xu，Xiaogang Guo，Binfang Yuan，Huisheng Huang，Laicai Li
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