有机太阳能电池中P3HT/非富勒烯界面多重电荷转移机制的理论研究

摘要： 近年来，基于聚（3-己基噻吩）（P3HT）的有机太阳能电池（OSCs）因其易于生产、低成本和可大面积制备的特性得到了发展。然而，在P3HT基OSCs中，比PC61BM具有更高功率转换效率（PCE）的非富勒烯受体研究较少。本工作深入分析了激发态，以探究高性能P3HT/非富勒烯体系的特殊性。研究发现存在多种电荷转移（CT）机制，包括分子间电场（IEF）、热CT态和CT态的直接激发，这表明这些P3HT/非富勒烯界面存在更有利的CT路径。相应地，对所有研究的给体/受体界面的电荷转移速率计算进一步验证了多种CT路径的积极作用。此外，首次发现有趣的弗伦克尔-CT混合态与这些P3HT/非富勒烯体系中给体和受体更强的静电表面势（ESP）差异相关，这可能为高效OSCs的设计提供策略。