Resumen

Las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de PBDTTBT se estudian exhaustivamente mediante la teoría del funcional de la densidad para racionalizar las propiedades observadas experimentalmente. Se emplea el método de condiciones de contorno periódico para simular el bloque polimérico y calcular la masa de carga efectiva a partir del cálculo de la estructura de bandas para describir las propiedades de transporte de carga. Además, se utilizan tanto la teoría del funcional de la densidad dependiente del tiempo como un conjunto de técnicas de visualización multidimensional para caracterizar la capacidad de disociación de excitones en la interfaz PCBM: PBDTTBT. Estos métodos teóricos y técnicas de cálculo no sólo promueven la comprensión profunda de la conexión entre las estructuras químicas y las propiedades ópticas y electrónicas del sistema donante-aceptor, sino que también se pueden utilizar para diseñar racionalmente un nuevo sistema donante-aceptor. Basándose en los mismos métodos de cálculo que PBDTTBT, se diseñan cuatro copolímeros PBDTTTP, PBDTTTO, PBDTTTPD y PBDTTFPD para estudiar sus potenciales como donantes en BHJ poliméricos. Los resultados indican que la buena conjugación de PBDTTBT beneficia su buena estabilidad, y sus espectros de absorción amplios y fuertes en el rango de la luz visible, los niveles apropiados de FMO, el buen transporte de carga y la disociación favorable de excitones conducen a su rendimiento fotovoltaico. Además, mediante la comparación de los cuatro polímeros diseñados con PBDTTBT, llegamos a la conclusión de que los cuatro polímeros diseñados tienen una mayor capacidad de disociación de excitones y un mayor voltaje de circuito abierto y eficiencias cuánticas externas. En consecuencia, los cuatro copolímeros diseñados son candidatos prometedores para las células solares BHJ poliméricas.

• Materias:Propiedades fisicoquímicas Polimerización Ingeniería biomédica Nanoestructuras Liberación de fármacos
• Subjects:Chemicophysical properties Polymerization Biomedical engineering Nanostructures Drug liberation
• Palabras claves:pbdttbt, sistema aceptor, teoría funcional, polímero bhj, método de condiciones periódicas de contorno, mayor capacidad de disociación de excitones, niveles fmo apropiados, cálculo de estructura de bandas, propiedades de transporte de carga, masa de carga efectiva.
• Keywords:pbdttbt, acceptor system, functional theory, polymer bhj, periodic boundary conditions method, stronger exciton dissociation ability, appropriate fmo levels, band structure calculation, charge transport properties, effective charge mass