宽光谱强吸收有机太阳能电池给体材料的分子设计与性能研究

能源是国民经济的命脉，新型有机太阳能电池是未来最有生命力的绿色能源。我们利用第一性原理为手段，以噻吩齐聚物或高聚物为基础，将各种高迁移率有机场效应晶体管材料单元和/或窄带隙单元作为基本构筑单元引入一维（线形）、二维（T、H、X、Y型）、三维（立体星型）拓扑结构。通过模拟和归属设计分子与聚合物的吸收光谱，前线轨道分布方式与能量，设计系列宽光谱、强吸收并具有高迁移率的新型给体材料。同时利用取代基效应，微调前线轨道能级，使其与相应受体(例如PCBM，LUMO＝－4.3 eV) 相匹配，具有HOMO(-5.8 － -5.2 eV)与LUMO(-4.0 － -3.7 eV)能级的新材料。研究、发现构筑单元间的连接方式、拓扑结构及取代基效应与材料综合性能之间的本质关系，为新型高能量转化率有机太阳能电池给体材料的设计提供理论依据。