导读:本文包含了芴类小分子论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:非富勒烯小分子受体,密度泛函,9,9’-双烯芴
芴类小分子论文文献综述
隋铭悦,孙光延[1]（2017）在《通过筛选构象、结构和重复单元数理论设计和表征99’-双烯芴类小分子受体》一文中研究指出分子骨架的几何决定分子光电性质,这是影响器件光伏性能的主要因素。~([1])所以,在分子水平上,设计并比较基于9, 9’-双烯芴(99’BF)~([2])受体的分子构象~([3])、结构~([4])和重复单元数量[5]对其光伏性能的影响是系统而有意义的研究。采用密度泛函理论计算影响分子性能的参数,解释几何-性质之间的关系并表征分子光伏性能。计算结果显示:p构象线性结构的4单元数分子(c44)显示出大的开路电压、容易的激子解离、与给体匹配的能级和吸收光谱、界面上大的分离速率和小的复合速率,是构建有机光伏器件有潜力的受体材料。系统地筛选分子构象→结构→重复单元数量是设计高性能非富勒烯小分子受体的有效策略。(本文来源于《第十叁届全国量子化学会议论文集——第四分会：生命、药物和材料量子化学》期刊2017-06-08）
隋铭悦[2]（2017）在《基于苯并噻二唑和芴类有机小分子受体材料的理论研究》一文中研究指出有机半导体材料由于成本低、结构易调节、柔韧性和成膜性好等优点被广泛应用于有机太阳能电池。相比给体材料,受体材料的关注较少。非富勒烯小分子受体材料由于结构有序、光谱和能级易于调节、合成途径简单等优势逐渐受到科研工作者们的关注。近年来,理论设计与实验相结合是一个有效地制备高性能有机半导体材料的策略。本论文通过量子化学计算探讨了一系列基于芴和苯并噻二唑类有机小分子受体材料的几何结构与光伏性能的关系,为设计合成高性能的小分子受体材料提供理论基础和指导。主要研究内容包括以下四个部分:1.氰基(CN)是强的吸电子基团,由于其具有调整轨道能级、增加电子亲和能和电荷传输能力等优势被应用于有机小分子受体材料的结构修饰,而得到广泛的研究。为了探究分子末端CN数量对受体材料光电性质的影响,在2-[{7-(9,9-di-n-propyl-9H-fluoren-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl} methylene]malononitrile(K12)的基础上理论设计了一系列新型受体小分子(2-5)。通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算了影响分子光电性能的重要参数。结果表明:与K12相比,对称且含有两个CN的3和含有一个CN的4的最低未占据分子轨道能级(LUMO)能级较高,能够提高器件的开路电压(VOC);与给体材料聚-(3-己基噻吩)(P3HT)的紫外吸收能更好的匹配,改善器件的短路电流USC);激子在材料表面也较容易分离。分子末端不同数量的CN引入会引起分子光电性质发生规律性的变化,为合成高能量转换效率的小分子受体材料提供理论支持。2.分子扭曲程度对小分子受体材料实现叁维传输和提高光伏性能有重要影响,所以探究受体材料扭曲程度与光伏性能的关系是必要的。基于卤化六苯并寇(8F-8C1-cHBC)衍生物,通过引入苯并噻二唑(BT)桥和关闭HBC外围环改变扭曲度设计一系列分子(1-14)。采用DFT和TDDFT方法对与VOC有关的电子结构和能级,以及与Jsc有关的吸收光谱进行系统的研究。与此同时,采用马库斯半经验模型探究P3HT/1-14界面的分子间电荷转移速率和复合速率进行计算。结果显示:8F-8C1-cHBC二聚物通过引入BT桥可以有效地调节能级、增加光吸收,并与P3HT给体性能匹配。改变HBC单元闭环数量可以规律的改变分子的扭曲程度,从而调节形貌和π-π相互作用形成三维电荷传输。因此,基于这部分工作中的策略,我们设计的稍微弯曲的非平面结构的二聚物受体可能有卓越的光伏性能。3.分子骨架的几何决定分子光电性质,这是影响器件光伏性能的主要因素。所以,在分子水平上上,设计并比较基于9,9'-bifluorenylidene(99'BF)受体的分子构象、类型重复单元数量对分子光伏性能的影响是系统而有意义的研究。采用DFT和TDDFT方法计算电子结构、VOc和与Jsc有关的参数:吸收光谱、电子-空穴相关、驱动力和界面电荷转移和复合速率以及分子各个单元的轨道贡献,解释几何-性质之间的关系并表征分子光伏性能。计算结果显示:p构象线性结构的4单元数分子显示出大的VOC、容易的激子解离、与给体匹配的能级和吸收光谱、界面上大的分离速率和小的复合速率,是构建有机光伏器件的优秀受体材料。研究结果表明:系统地筛选分子构象→结构→重复单元数量是设计高性能非富勒烯小分子受体的有效策略。4.在第叁部分研究的基础上,这一部分将重点集中在与99'BF结构和性能相似的BAE衍生物的研究。为了得到高性能的BAE衍生物,我们制定了一系列的分子筛选计划。首先在分子BAE的X/Y位置上引入不同的杂原子并表征分子性能,选择P3HT为受体,进行给、受体性能的匹配性验证。然后,基于杂原子筛选的结果,通过连接不同数量和种类的基团进一步设计受体小分子,结合DFT表征这些分子的光伏性能并进行比较。结果表明引入C=O的A构象分子A7和引入S和一个C=O的构象T的分子T3和T6是有潜力的受体材料。基于连接基团的数量和种类的研究还在进行中。(本文来源于《延边大学》期刊2017-05-25）
魏猛[3]（2016）在《芴类小分子和A2B2型卟啉敏化染料的合成及其光电性能的研究》一文中研究指出本文研究了新型染料敏化剂的合成及光电性能的测试,设计并合成了以芴作为供电基团,噻吩和呋喃作为π桥的两个小分子敏化染料；以不同烷基链芳胺作为供电基团的三种A282型卟啉类敏化染料。将两类敏化染料应用到太阳能电池中,测试了其光电性能。将噻吩和呋喃通过缩合反应分别连接到芴的9位,再通过Vilsemier反应对芴上噻吩和呋喃的2位进行甲酰化,最后与腈乙酸进行Knoevenagel反应,连接上锚定基团,得到两种以芴作为供电基团,以噻吩和呋喃作为π桥的染料F-S和F-O。所有的产物及中间产物均经过了1HNMR验证。测试两种染料的光学性能后发现,虽然两种染料在结构上仅有一个原子之差,但染料F-O的紫外-可见吸收光谱的最大吸收波长相对于染料F-S红移了20 nm。随后组装成电池测试其光电转换性能,结果染料F-O的光电转换效率(η)达到了2.76%,而染料F-S的光电转换效率仅仅为1.98%,这说明引入合适的π桥结构能够极大地提高芴类染料的光电性能。通过MacDonald反应由N,N-二甲基(丁基、辛基)苯甲醛和4-羧基苯甲醛反应合成卟啉自由碱,再通过灌锌及水解得到叁种不同长度烷基链芳胺作为供电基团的“推推-拉拉”型卟啉。由于只是在卟啉中位的苯环上采用了不同长度的防聚集烷基链,对卟啉环的结构没有进行改变,其紫外-可见吸收光谱和稳态荧光光谱比较相似。含有正丁基链的DA-4染料比含有正辛基链的DA-8染料的光电转换效率高(η分别为2.02%和1.89%),因为DA-4染料分子具有合适的烷基链长度,表现为较小的分子空间位阻和较高的染料吸附量。另外,含有甲基的DA-1染料分子表现为最低的光电转换效率(η=1.10%),这是因为相比于DA-4和DA-8, DA-1染料表现为最低的电子注入速率和最高的分子复合速率,大大降低了其光电转换效率。由此可见供电基团上烷基链长度的变化对敏化染料的光电转换效率有很大的影响。(本文来源于《天津工业大学》期刊2016-01-01）
丁磊[4]（2014）在《螺二芴类有机小分子光电功能材料的合成、表征及性能研究》一文中研究指出螺二芴类化合物由于其叁维空间结构、特殊的电子效应及良好的热稳定性,近年来已经成为有机功能材料领域的研究热点之一。其在有机光电功能材料领域有着广泛的应用,例如：有机电致发光器件(OLED)、有机光伏器件(OPV)、有机场效应晶体管(OTFT)、非线性光学材料等。目前,文献所报道的螺二芴类化合物大多数属于“左-右”不对称型螺二芴类化合物,而由于“上-下”不对称型及其它不对称结构难以合成,对其所进行的研究较少。本文设计并合成了一系列“上-下”不对称型和其它不对称型螺二芴类化合物,研究了其相关的光电性能。另外,研究了9,9’-螺二芴的叁维空间结构对有机小分子功能材料的热稳定性的影响,并且进一步研究了螺共轭效应对有机小分子材料光电性能的影响。本篇论文的工作主要分为以下叁个部分：1、合成了一种“上-下”不对称型螺二芴类化合物TM-1,研究了其在pH依赖环境下的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱。研究发现,TM-1在pH值为5-7的范围内具有良好的pH荧光探针功能,并提出了可能的作用机理。2、合成了一种“上-下”不对称型螺二芴类化合物SPF-D2,测得其具有良好的热稳定性(Tg:266℃, Td:466℃),证实了螺二芴的叁维空间结构可以显着提高分子的热稳定性。对SPF-D2的光谱性质、电化学性质进行研究,并将其制作成发光器件,研究其电致发光性能。实验结果表明,SPF-D2可兼作空穴传输材料及发光材料,其发光器件可以发出较纯的蓝光(色坐标：0.15,0.10),展现出良好的发光性能(启动电压3.2v,最大亮度3013cd/m2,电流效率1.71cd/A,能量效率1.79lm/W)。3、合成了化合物SPF-D2、SPF-D1A1、SPF-D2A1及相关对照化合物。利用Z-扫描法测得SPF-D2、SPF-D1A1、SPF-D2A1的双光子吸收截面分别为162.5GM、268.3GM、635.4GM。通过研究其光谱性质、电化学性质、双光子吸收性能,发现取代基及螺共轭效应对螺二芴类化合物的双光子吸收性能产生影响。(本文来源于《上海师范大学》期刊2014-05-01）
刘明[5]（2011）在《噻吩—苯并噻二唑—芴类小分子及聚合物太阳能电池给体材料的合成及其光伏性能研究》一文中研究指出本论文系统地介绍了有机聚合物及小分子太阳能电池材料及器件的研究进展。以提高材料的载流子迁移率为出发点,我们设计并合成了一系类含咔唑侧基的二噻吩苯并噻二唑-芴-二咔唑基芴共轭聚合物光伏材料和以芳基吡咯并吡咯二酮(DPP)和苯并噻二唑(BT)为受体单元的3D-2A和2D-3A结构的线型有机小分子光伏材料。对所合成的目标分子都通过核磁、元素分析等测试手段来表征其结构,并利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)和循环伏安(CV)等方法研究了所合成材料的光物理、热稳定及电化学性能。同时,我们制作了基于所合成的聚合物和有机小分子光伏材料所组装的本体异质结太阳能电池的光伏性能,研究了材料结构对光伏性能的影响。本论文获得的主要结论如下:1.设计并合成了叁种咔唑基团修饰的二噻吩苯并噻二唑-芴-二咔唑基芴共聚物PFO-FCz-DBT5、PFO-FCz-DBT15和PFO-FCz-DBT30,并系统地研究了引入的咔唑侧基对共聚物的热稳定性、光物理、电化学和光伏性能的影响。通过与相对应的未经咔唑修饰的聚合物相比,结果显示:经过咔唑修饰的聚合物,其本体异质结太阳能电池的载流子迁移率和光电转换效率都有了显着的提高。测试结果表明:在模拟太阳光AM 1.5,100 mW/cm~2光照射下,基于聚合物PFO-FCz-DBT5、PFO-FCz-DBT15和PFO-FCz- DBT30/PC60BM (1:3 w/w)制作的本体异质结太阳能电池,它们的光电转换效率分别为0.52%、1.11%和2.41%。2.设计并通过Stille偶联、Suzuki偶联和Knoevenagel缩合等一系列经典的有机反应,合成了以芳基吡咯并吡咯二酮(DPP)和苯并噻二唑(BT)为受体单元的3D-2A和2D-3A结构的线型有机小分子光伏材料D1、D2和D3。研究了引入咔唑取代基对小分子光伏材料的光物理、电化学、热稳定和光伏性能的影响。在模拟太阳光AM 1.5,100 mW/cm~2照射下,小分子光伏材料D1的太阳能电池表现出最好的光伏性能,其光电转换效率达到了0.39% (J_(sc)= 2.56 mA/cm~2, V_(oc) = 0.54 V, and FF = 0.28)。(本文来源于《湘潭大学》期刊2011-06-02）
张巍[6]（2010）在《芴类小分子有机电致发光器件中的激基复合物及其作用》一文中研究指出有机电致发光二极管/器件(Organic light-emitting diodes/devices, OLEDs)是一种具有广泛市场应用前景的新型平板显示技术,它具有全固态、主动发光、效率高、视角宽、响应速度快、可柔性化等优点,是一种很有潜力的技术。在有机电致发光器件的应用中,芴类材料是一种重要的功能材料,因此,研究芴类材料对于研制新型、高性能的OLEDs具有重要意义。本论文对两种新型的芴类小分子衍生物材料及器件的性能进行了系统的研究,并且研究了器件中出现的激基复合物和电致激基复合物及其对器件性能的影响,讨论了激基复合物的形成机制和控制激基复合物发光强度的方法,具体的研究内容包括:1.用芴类小分子衍生物材料BDHFLYDFLQ作为电子传输层和发光层制备了OLED器件,考察了BDHFLYDFLQ分子和空穴传输材料NPB分子之间形成的激基复合物发光的现象,激基复合物发光峰位于542 nm左右。在激基复合物发光的影响下,器件的亮度和效率都不高。为了调制激基复合物发光的强度,用薄层的CBP作为隔离层加入到NPB和BDHFLYDFLQ材料之间。这一方法成功地减弱了激基复合物发光的强度,但是当CBP层厚度较薄的时候NPB和BDHFLYDFLQ之间还会形成电致激基复合物。随着CBP厚度增加,激基复合物和电致激基复合物发光都被消除。当器件中CBP厚度为6 nm时,器件中只有BDHFLYDFLQ激子发光,器件的外量子效率要明显高于有激基复合物发光的器件,同时器件的启亮电压也更低。2.通过对异质结能级结构的研究,讨论了激基复合物复合的机制。在NPB/BDHFLYDFLQ异质结中,激基复合物的复合伴随一定大小的binding energy,不是严格按照材料的HOMO和LUMO能级进行复合,所以NPB/BDHFLYDFLQ激基复合物的能量要略小于BDHFLYDFLQ材料的LUMO和NPB材料的HOMO能级之间的能级差。另外,对能级结构的研究表明,在加入CBP隔离层后,器件中出现的电致激基复合物是由NPB和BDHFLYDFLQ分子相互作用形成,而不是在CBP和BDHFLYDFLQ分子之间形成。接着,通过使用载流子注入控制式器件模型仿真,得出BDHFLYDFLQ激子和激基复合物的发光效率,证明了激基复合物的发光效率远低于激子的发光效率。3.用芴类小分子衍生物材料BDHFLCNPy作为电子传输层和发光层制备了OLED器件,考察了BDHFLCNPy分子和NPB分子形成的激基复合物发光,发光峰位于657 nm左右。当增大BDHFLCNPy层厚度时,器件中开始出现电致激基复合物发光,发光峰位于600 nm左右。采用超薄层CBP作为隔离层加入到NPB和BDHFLCNPy材料之间,用来调制激基复合物和电致激基复合物的发光强度。当CBP层厚度很薄时,激基复合物发光强度显着降低,而电致激基复合物合激子发光强度相对提高。当CBP厚度增加到1 nm时,激基复合物和电致激基复合物发光都被消除,器件中只有BDHFLCNPy激子发光,器件的效率升高。4.对NPB/BDHFLCNPy异质结能级结构进行了研究,结果表明,在binding energy的影响下,NPB/BDHFLCNPy激基复合物倾向于通过有效准粒子能级复合发光,而NPB/BDHFLCNPy电致激基复合物的能量较大,超出了NPB和BDHFLCNPy分子准粒子能级的能级差,根据仿真结果,NPB/BDHFLCNPy电致激基复合物更倾向于通过材料本身的HOMO和LUMO能级复合发光。综上所述,本论文研究了新型芴类小分子衍生物材料的器件中的激基复合物的形成机制和特性,并提出了一种简单有效的调制激基复合物发光强度的方法,即使用薄层CBP材料作为隔离层加入到产生激基复合物的异质结界面处,通过调整CBP层的厚度,可以改变激基复合物和电致激基复合物以及激子的发光强度,能够到达改变器件发光颜色的目的。同时,由于CBP层的加入改变了异质结的结构,对载流子在异质结附近的复合发光过程产生了影响。通过对异质结能级结构和器件性能的研究,讨论了激子、激基复合物和电致激基复合物在异质结附近复合发光的机制,以及叁者之间的相互作用,发现激基复合物使得器件在一定程度上实现了载流子的“barrier-free capture”,因此调制激基复合物的强度可以获得高效率、低启亮电压的OLED器件。(本文来源于《电子科技大学》期刊2010-04-01）
钱锦程,贾鲲鹏,于军胜,娄双玲,蒋亚东[7]（2010）在《有机电致发光器件中新型芴类小分子材料的光谱特性》一文中研究指出针对新型芴类小分子材料6,6-(′9H-fluoren-9,9-diyl)bis(2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-fluoren-2-yl)qui-noxaline)(BFLBBFLYQ)和空穴传输材料N,N-′biphenyl-N,N-′bis-(3-methylphenyl)-1,1-′biphenyl-4,4-′di-amine(TPD)及二者混合体系的荧光光谱和吸收光谱进行了测试表征,制备了结构为indium-tin oxide(ITO)/BFLBBFLYQ∶TPD/Alq/Mg∶Ag的双层有机电致发光器件。研究发现,BFLBBFLYQ∶TPD混合薄膜存在一个不同于单独分子薄膜的低能量发射光谱,发光峰在530 nm处,与tris(8-hydroxyquinolinato)a-luminum(Alq)薄膜的荧光光谱相同,亦与结构为BFLBBFLYQ∶TPD/Alq双层器件的电致发光光谱相同。鉴于荧光染料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(DCJTB)的吸收光谱与Alq的荧光光谱有很好的重迭,利用Forster能量传递理论,将DCJTB红色染料引入双层器件,通过调节掺杂位置,考察器件的发光光谱情况,进而对BFLBBFLYQ∶TPD/Alq双层器件的载流子复合区域进行了研究。结果表明,双层器件的载流子复合区域位于BFLBBFLYQ∶TPD/Alq界面附近的Alq层内。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2010年03期）
娄双玲[8]（2009）在《新型芴类小分子材料及其有机电致发光器件的研究》一文中研究指出有机电致发光器件(Organic light-emitting diodes，OLEDs)，具有自发光、响应快、全固态、制备工艺简单、高效率、宽视角、超薄、耐高低温、柔性等优点，被誉为最理想和最有潜力的下一代显示技术。从目前有机材料的性能上看，高发光效率和稳定化学性能的材料还比较少。在不同发光颜色的材料中，绿色材料性能最为优异，红色材料次之，而蓝色材料效果相对最差，因此阻碍了全彩色器件和白光器件的产业化步伐。针对上述问题，本论文对几种空穴传输材料、空穴阻挡材料的性能进行研究，重点是对几种新型芴类小分子蓝光材料及器件性能方面进行系统的研究，具体包括：1．对常规的双层结构(即空穴传输层(Hole transporting layer，HTL)／发光层(Emitting layer，EML))进行发光层厚度优化研究工作，并且采用常规材料和器件结构作参考，考察几种新型的空穴传输材料和硼类空穴阻挡材料的性能。结果发现，含有芴基团的TPD衍生物的玻璃化温度(Glass-transition temperature，Tg)比TPD材料高出近20℃，但空穴传输能力不如TPD材料；通过设计双HTLs结构(即TPF-OMe／TPD)，得到了高性能器件，在4．5 V电压下器件的最大流明效率达到1．06lm／W。另外，双键结构的DMBSB硼类材料具有优良的阻挡空穴能力，而叁键结构的DMBPA材料的空穴阻挡能力较弱。2．利用星形结构的芴类小分子HKEthFLYPh材料与NPB、Alq_3和Rubrene之间的F(?)rster能量转移现象，制备了非掺杂结构的白光OLEDs(White OLEDs，WOLEDs)。其中，NPB／HKEthFLYPh／Alq_3结构的WOLED在15 V电压下，亮度达到8800 cd／m~2，在5．5 V电压下，具有最大流明效率1．0 lm／W和最大电流效率1．8 cd／A。引入Rubrene黄光染料，并通过调整器件结构，得到了色坐标位于(0．34，0．33)的白光器件。3．针对当前芴类蓝光材料的发光不稳定性问题，即长波长发射现象，以共轭结构的芴类小分子BFLBBFLYQ材料为探针，从有机薄膜的旋涂和真空蒸镀两种不同处理工艺上，利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱(Photoluminescence，PL)、电致发光光谱(Electroluminescence，EL)和傅里叶红外光谱(Fourier-transform infrared，FTIR)对材料及器件性能进行了系统性的考察。研究结果排除了激基缔合物／聚集体是产生长波长发射的原因，肯定了芴酮缺失是导致材料发光不稳定的主要因素。另外，观察到了BFLBBFLYQ：TPD在氯仿溶液中的显色现象，并且讨论了BFLBBFLYQ：TPD混合薄膜的激基复合物(Exciplex)发光现象。4．研究了几种含有氟(Fluorine，F)吸电子基团的芴类小分子材料的发光性能，结果发现随着材料中F取代基的引入和增多，材料的吸收光谱、PL光谱、EL光谱都发生红移；器件的启亮电压降低；电流密度增大；发光亮度和效率得到提高。但材料与NPB之间形成了激基复合物发光，通过在有机层界面处引入CBP材料，得到了来自芴类材料的蓝光发射，且具有很高的发光稳定性。另外，基于激基复合物发光现象，制备了几种发光颜色可调的器件以及色坐标位于白光中心(0．33，0．33)附近的WOLEDs器件。综上所述，本工作解析了导致芴类小分子材料发光不稳定的主要原因和机理，并且发现通过在分子结构中引入吸电子基团可以增加芴类小分子材料发光的稳定性，这些工作为下一步开发新型芴类发光材料及其高稳定性、高效率的OLED提供了借鉴。同时，双层HTLs的设计，叁层非掺杂结构的白光器件的制各，以及利用CBP材料抑制激基复合物发光的方法，为OLED领域里器件机理的研究和高性能器件的制备提供了有力的依据和参考。(本文来源于《电子科技大学》期刊2009-03-01）
芴类小分子论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
有机半导体材料由于成本低、结构易调节、柔韧性和成膜性好等优点被广泛应用于有机太阳能电池。相比给体材料,受体材料的关注较少。非富勒烯小分子受体材料由于结构有序、光谱和能级易于调节、合成途径简单等优势逐渐受到科研工作者们的关注。近年来,理论设计与实验相结合是一个有效地制备高性能有机半导体材料的策略。本论文通过量子化学计算探讨了一系列基于芴和苯并噻二唑类有机小分子受体材料的几何结构与光伏性能的关系,为设计合成高性能的小分子受体材料提供理论基础和指导。主要研究内容包括以下四个部分:1.氰基(CN)是强的吸电子基团,由于其具有调整轨道能级、增加电子亲和能和电荷传输能力等优势被应用于有机小分子受体材料的结构修饰,而得到广泛的研究。为了探究分子末端CN数量对受体材料光电性质的影响,在2-[{7-(9,9-di-n-propyl-9H-fluoren-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4-yl} methylene]malononitrile(K12)的基础上理论设计了一系列新型受体小分子(2-5)。通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算了影响分子光电性能的重要参数。结果表明:与K12相比,对称且含有两个CN的3和含有一个CN的4的最低未占据分子轨道能级(LUMO)能级较高,能够提高器件的开路电压(VOC);与给体材料聚-(3-己基噻吩)(P3HT)的紫外吸收能更好的匹配,改善器件的短路电流USC);激子在材料表面也较容易分离。分子末端不同数量的CN引入会引起分子光电性质发生规律性的变化,为合成高能量转换效率的小分子受体材料提供理论支持。2.分子扭曲程度对小分子受体材料实现叁维传输和提高光伏性能有重要影响,所以探究受体材料扭曲程度与光伏性能的关系是必要的。基于卤化六苯并寇(8F-8C1-cHBC)衍生物,通过引入苯并噻二唑(BT)桥和关闭HBC外围环改变扭曲度设计一系列分子(1-14)。采用DFT和TDDFT方法对与VOC有关的电子结构和能级,以及与Jsc有关的吸收光谱进行系统的研究。与此同时,采用马库斯半经验模型探究P3HT/1-14界面的分子间电荷转移速率和复合速率进行计算。结果显示:8F-8C1-cHBC二聚物通过引入BT桥可以有效地调节能级、增加光吸收,并与P3HT给体性能匹配。改变HBC单元闭环数量可以规律的改变分子的扭曲程度,从而调节形貌和π-π相互作用形成三维电荷传输。因此,基于这部分工作中的策略,我们设计的稍微弯曲的非平面结构的二聚物受体可能有卓越的光伏性能。3.分子骨架的几何决定分子光电性质,这是影响器件光伏性能的主要因素。所以,在分子水平上上,设计并比较基于9,9'-bifluorenylidene(99'BF)受体的分子构象、类型重复单元数量对分子光伏性能的影响是系统而有意义的研究。采用DFT和TDDFT方法计算电子结构、VOc和与Jsc有关的参数:吸收光谱、电子-空穴相关、驱动力和界面电荷转移和复合速率以及分子各个单元的轨道贡献,解释几何-性质之间的关系并表征分子光伏性能。计算结果显示:p构象线性结构的4单元数分子显示出大的VOC、容易的激子解离、与给体匹配的能级和吸收光谱、界面上大的分离速率和小的复合速率,是构建有机光伏器件的优秀受体材料。研究结果表明:系统地筛选分子构象→结构→重复单元数量是设计高性能非富勒烯小分子受体的有效策略。4.在第叁部分研究的基础上,这一部分将重点集中在与99'BF结构和性能相似的BAE衍生物的研究。为了得到高性能的BAE衍生物,我们制定了一系列的分子筛选计划。首先在分子BAE的X/Y位置上引入不同的杂原子并表征分子性能,选择P3HT为受体,进行给、受体性能的匹配性验证。然后,基于杂原子筛选的结果,通过连接不同数量和种类的基团进一步设计受体小分子,结合DFT表征这些分子的光伏性能并进行比较。结果表明引入C=O的A构象分子A7和引入S和一个C=O的构象T的分子T3和T6是有潜力的受体材料。基于连接基团的数量和种类的研究还在进行中。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
芴类小分子论文参考文献
[1].隋铭悦,孙光延.通过筛选构象、结构和重复单元数理论设计和表征99’-双烯芴类小分子受体[C].第十叁届全国量子化学会议论文集——第四分会：生命、药物和材料量子化学.2017
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