Dynamics of the sub-ambient gelation and shearing of solutions of P3HT incorporated with a non-fullerene acceptor o-IDTBR towards active layer formation in bulk heterojunction organic solar cells
有机太阳能电池（OSC）含有由共轭聚合物如聚（3-己基噻吩）（P3 HT）和电子受体分子的纳米结构共混物组成的活性层，具有与硅基光伏板竞争的潜力。然而，这一潜力尚未实现，主要是由于相关的生产和稳定性问题。通常用于制造有机太阳能电池的旋涂工艺不能按比例放大。最近，他等人，已经报道了P3 HT与[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PC60 BM）在低于环境温度的条件下的凝胶化可以为有机太阳能电池的加工提供基于连续挤出/涂覆的途径，并且P3 HT/PC60 BM活性层的功率转换效率（PCE）的增加在P3 HT/PC60 BM凝胶的某些剪切和热历史下是可能的。在这里，振荡和稳定的扭转流被用来研究凝胶形成动力学的P3 HT与最近提出的非富勒烯o-IDTBR在亚环境条件下。通过小振幅振荡剪切确定的线性粘弹性材料功能的基础上定义的凝胶强度被观察到的P3 HT和o-IDTBR浓度，所用的溶剂和剪切条件的函数。总体而言，在小振幅振荡剪切过程中，发现淬火至零度以下温度后形成的凝胶是稳定的（线性粘弹性范围），但即使在与稳定扭转流相关的相对低的剪切速率下也会破裂，这表明在P3 HT与小分子受体共混物的凝胶加工过程中使用的剪切条件可以改变凝胶结构并可能影响所得的活性层性能
2020-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Correcting hybrid density functionals to model Y6 and other non-fullerene acceptors
Imperial College London（帝国理工学院）
本文通过校正混合泛函，研究Y6等非全烯受体的电子结构，揭示溶剂色效应与激发态耦合机制，提升计算准确性。
2026-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Donor and acceptor levels of organic photovoltaic compounds from first principles
准确有效地预测有机半导体化合物的光学性质可以加速寻找高效的有机光伏材料。然而，传统的第一性原理计算的不准确性或计算成本一直困扰着有机半导体的光学性质的预测。在这项工作中，我们证明了基于Koopmans条件的轨道依赖密度泛函理论[Phys.Rev.B82，115121（2010）]适合于描述各种有机分子，簇和低聚物的供体和受体能级，相对于实验，这是可比的预测性能的多体微扰理论方法的计算成本的一小部分。
2012-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Charge Transfer in Ternary Solar Cells Employing Two Fullerene Derivatives: Where do Electrons Go?
早期的报道表明，由供体聚合物（D）与富勒烯受体（A：A）的不同混合物混合制成的三元有机太阳能电池（OSC）表现非常相似。这一发现令人惊讶，因为相应的富勒烯LUMO能级略有不同，这可能导致电荷转移步骤的决定性差异。我们研究了三元OSC（D：A：A）的供体聚合物P3HT与不同的富勒烯衍生物的化学计量混合物，PC60BM：PC70BM和PC70BM：IC60BA，分别。使用定量电子顺磁共振（EPR），我们可以区分正和负极化子，定位在特定的分子。我们发现，在初始的电荷转移步骤后，电子重新分布在两个附近的受体在协议与他们的化学计量和他们的相对LUMO能量差。值得注意的是，与原始材料相比，富勒烯混合物中测得的Δ LUMO差异降低了一个数量级，即，低于1 meV的PC60 BM：PC70 BM和（20 +/-5）meV的PC70 BM：IC60 BA。此外，我们发现这种减小的Δ LUMO解释了D：A：A有机太阳能电池的开路电压的偏移。我们将这些发现归因于杂交，导致有效的富勒烯LUMO。因此，多受体共混物确实是光电探测器和太阳能电池的可行选择，因为它们结合了最好的电子受体和光吸收性能。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Identifying structure-absorption relationships and predicting absorption strength of non-fullerene acceptors for organic photovoltaics
非富勒烯受体（NFA）是优秀的光收集器，但这种高消光的起源还没有得到很好的理解。在这项工作中，我们调查的吸收强度的NFA通过建立一个数据库的时间相关的密度泛函理论（TDDFT）计算~500 π共轭分子。首先验证的计算与实验测量液体和固体状态下使用常见的富勒烯和非富勒烯受体的比较。结果表明，在真空条件下计算的摩尔消光系数（ε d，max）与溶液中分子的实验值吻合较好，表明TDDFT在预测有机π共轭分子的光学性质方面是有效的.然后，我们根据分子描述符进行统计分析，以确定哪些特征在定义吸收强度时是重要的。这使我们能够确定与NFA中的高吸收强度相关的结构特征，并可用于指导分子设计：高吸收NFA应具有平面，线性和完全共轭的分子骨架，具有高度可极化的杂原子。然后，我们利用一个基于扩展紧束缚哈密顿算子的计算框架，利用随机决策森林对ε d，max进行预测，结果表明，该方法具有较好的预测精度，且计算代价低于TDDFT。这项工作提供了对π共轭有机分子（包括NFA）中分子结构和吸收强度之间关系的一般理解，同时引入了低计算成本的预测机器学习模型。
2022-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Binding Energy of Triplet Excitons in Non-Fullerene Acceptors: The Effects of Fluorination and Chlorination
本研究结合极化连续介质模型与最优调控范围分离杂化泛函，探究氟化/氯化对非富勒烯受体三重态激子的影响，发现氯化更能降低单三重态能隙与三重激子结合能，为提升太阳能收集效率提供新策略。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
On the Role of Charge Transfer Excitations in Non-Fullerene Acceptors for Organic Photovoltaics
本研究结合计算与实验表征Y6，揭示固态吸收展宽和红移源于FE-CT杂化激发及极化子对，而非J聚集或自由载流子。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci
The critical role of the donor polymer in the stability of high-performance non-fullerene acceptor organic solar cells
在非富勒烯电子受体（NFA）的快速发展的推动下，有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率已经达到适合商业应用的水平。然而，高性能NFA OSC的运行稳定性差是必须解决的一个基本挑战。虽然以前的研究主要集中在NFA组件，我们认为在这里的供体和受体材料在基准PM 6：Y 6混合物的降解途径。在这里，我们表明，光浸泡大大增加了充满活力的无序和陷阱态密度在PM 6，与Y 6的影响不大。电子顺磁共振光谱证实了这一点，它揭示了通过光浸泡后PM 6上的捕获极化子增加复合。此外，对光浸泡样品的超快光谱研究表明，PM 6单重态激子在低于100 fs的时间尺度上迅速转化为链间极化子对;这个过程胜过电子转移到Y 6，显着降低了共混物的电荷产生产率。我们在母体聚合物PBDB-T中进行了类似的观察，表明迄今为止用于大多数高性能OSC的这类供体材料对光浸泡本质上是不稳定的。因此，我们揭示了供体聚合物可以是高效OSC系统中的另一个关键薄弱环节，其降解机制需要与NFA共同解决。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Rationalizing the influence of tunable energy levels on quantum efficiency to design optimal non-fullerene acceptor-based ternary organic solar cells
基于非富勒烯受体（NFA）的三元本体异质结太阳能电池（TSC）是当今最高效的有机太阳能电池（OSC），这是由于其更宽的吸收和量子效率（QE）通常超过相应的二元共混物。我们研究了在电子供体：电子受体（D/A）界面驱动电荷转移的能量学如何影响PBDB-T-2F供体与几对较低带隙NFA的共混物中的QE。在二元共混物中，供体和受体之间的电离能偏移（ΔIE）控制QE，并且当ΔIE > 0.5 eV时最大化。然而，ΔIE不是由单个NFA IE控制的，而是由它们的平均值控制的，根据它们的混合比加权。使用该性质，我们通过添加深IE第三组分：IT-4F来改善对于电荷产生具有不足的ΔIE的PBDB-T-2F：IEICO二元共混物的QE。组合两个NFA使得能够在没有分子工程的情况下优化D/A能量对准和细胞的QE。
2023-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bridging the lab-to-fab gap in non-fullerene organic solar cells via gravure printing
Institute for Print and Media Technology, Chemnitz University of Technology（印刷与媒体技术研究所，开姆尼茨工业大学）；Institute of Physics, Chemnitz University of Technology（物理研究所，开姆尼茨工业大学）；Department of Engineering, Durham University（工程系，杜伦大学）
通过滚筒印刷技术优化非全氟烯丙基有机太阳能电池的器件架构，解决实验室与工业印刷间的性能差距问题。
2026-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural Dynamics of Polymer:Non-Fullerene Organic Solar Cell Blends: A Neutron Spectroscopy Perspective
与传统的基于富勒烯的类似物相比，基于ADA型（受体-供体-受体）非富勒烯受体（NFA）的有机太阳能电池（OSC）表现出改善的功率转换效率（PCE）。OSC有源层共混物的光电性能与其潜在的结构动力学相关，因此影响器件性能。使用协同不同的中子能谱技术，我们研究了二元和三元共混物的NFAs O-IDTBR和O-IDFBR和区域规则的供体聚合物P3 HT的动力学。考虑氘化用于对比度变化目的。除了阐明共混物的相容性和合金化特征外，这项工作的主要成果是共混物组分的明显相似的动力学响应。这一发现与我们之前的富勒烯基共混物P3 HT：PCBM的中子能谱和分子动力学研究相反，其中我们强调了P3 HT和PCBM在共混时P3 HT的玻璃化/挫折和P3 HT对PCBM的塑化方面的不同行为。目前未观察到类似P3 HT玻璃化。这里证明的不存在或弱玻璃化与最近的报道一致，并且可能与基于ADA型NFA的OSC表现出的改善的PCE有关。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Charge Photogeneration in Non-Fullerene Organic Solar Cells: Influence of Excess Energy and Electrostatic Interactions
在有机太阳能电池中，光生单线态激子形成电荷转移（CT）复合物，其随后分裂成自由载流子。在这里，我们考虑的贡献过剩能量和分子四极矩的电荷分离过程。我们研究了由聚合物施主PTB 7-Th和两个非富勒烯受体ITIC和h-ITIC组成的两个独立的本体异质结系统中的电荷光生。在这些供体-受体系统中的CT状态的解离监测从瞬态吸收实验获得的电荷密度衰减动力学。利用延迟收集场（TDCF）和灵敏的稳态光电流测量方法研究了不同激发能下载流子产生的电场依赖性。在低于光学间隙的激发下，自由载流子产生变得与增加的光子能量的场依赖性更小，这挑战了电荷光生通过能量最低的CT状态进行的观点。我们确定的平均距离电子空穴对之间的施主-受主界面从经验拟合TDCF数据。CT状态的离域是较大的PTB 7-Th：ITIC，具有较大的分子四极矩的系统，指示CT复合物的解离上的供体-受体界面处的静电势的相当大的影响。
2021-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-enhanced organic bulk heterojunction photovoltaic solar cells
最近，人们投入了大量精力来提高基于体异质结结构中供体和受体分子混合物的有机光伏太阳能电池的效率。有机光伏器件中的主要损失之一是极化子对在供体/受体域界面处的复合。在这里，我们提出了一种新的方法来抑制极化子对复合在施主/受主域界面，从而提高有机光伏太阳能电池的效率，通过掺杂的自旋1/2自由基galvinoxyl的器件有源层。在3wt%的最佳掺杂水平下，标准聚（3-己基噻吩）/1-（3-（甲氧基羰基）丙基）-1-1-苯基）（6，6）C61太阳能电池的效率提高了18%。提出了一种自旋翻转机制，并支持磁光电流测量，以及由密度泛函理论计算，其中极化子对复合率被抑制的自旋1/2自由基和带电受体之间的共振交换相互作用，转换极化子对自旋状态从单线态到三线态。
2013-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Positional and Rotational Molecular Degrees of Freedom in a Metal-Organic Surface Alloy: the Copper-Fullerene System and its Multiple Structural Phases
本文研究 Cu(111) 表面铜与富勒烯形成的表面合金，发现 10 种共存结构相，揭示分子具有位置和旋转自由度，并通过竞争相互作用能量模型成功描述所有实验观察到的相。
2023-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Polaritons in non-fullerene acceptors for high responsivity angle-independent organic narrowband infrared photodiodes
本研究首次制备出基于非富勒烯受体的窄带红外极化激元有机光电二极管，兼具角度无关响应与高响应度，为下一代高性能光电器件提供了新平台。
2024-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
PLQ-Sim: A Computational Tool for Simulating Photoluminescence Quenching Dynamics in Organic Donor/Acceptor Blends
PLQ-Sim是一款用户友好的免费软件，通过动力学模型计算D/A共混物的转移速率，模拟有机半导体界面的光致发光猝灭动力学，为有机光伏和光热器件的光物理过程研究提供重要信息。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Donor-acceptor co-adsorption ratio controls structure and electronic properties of two-dimensional alkali-organic networks on Ag(100)
结合实验和理论，详细研究了供电子碱金属原子和电子受体分子TCNQ（7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane）在Ag（100）表面的共吸附效应.几个共吸附相，其特征在于通过扫描隧道显微镜，低能电子衍射，和软X-射线光电子能谱学。定量的结构数据，获得了使用垂直入射X射线驻波（NIXSW）测量和比较的结果，密度泛函理论（DFT）计算，使用几种不同的方法的色散校正。一般来说，理论和实验之间取得了良好的协议的定量结构，虽然预测的碱金属原子的高度是具有挑战性的一些方法。吸附结构敏感地依赖于分子-金属电荷转移和长程色散力的相互作用，这是由碱金属原子和TCNQ之间的组成比控制。K和Cs之间的原子大小的巨大差异对稳定性的影响可以忽略不计，而将K：TCNQ的比率从1：4增加到1：1导致分子-金属相互作用强度减弱，有利于二维碱-有机网络内的更强的离子键。预测功函数对碱供体-TCNQ受体共吸附比的强烈依赖性。
2023-01-15 cond-mat.mtrl-sci
The role of charge recombination to spin-triplet excitons in non-fullerene acceptor organic solar cells
使用非富勒烯受体（NFA）的有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率（PCE）现已达到18%。然而，这仍然低于无机太阳能电池，对于无机太阳能电池，PCE>20%是常见的。一个关键原因是，OSC仍然显示出相对于其光学带隙的低开路电压（Voc），这归因于非辐射复合。为了使OSC在效率上与无机物竞争，必须确定所有非辐射损失途径，并在可能的情况下将其去除。在这里，我们表明，在大多数NFA OSC中，开路时的大部分电荷复合是通过形成非发射性NFA三重态激子（T1）进行的;在基准PM 6：Y 6混合物中，这一比例达到90%，对Voc的降低贡献了60 mV。我们开发了一种新的设计，以防止通过这种非辐射通道的NFA T1和自旋三重态电荷转移激子（3CTE）之间的显着杂化工程重组。我们的模型，从3CTE到T1的反向电荷转移的速率可以减少一个数量级，允许重新解离的3CTE。然后，我们证明NFA系统T1形成被抑制。因此，这项工作提供了一个明确的设计途径，改善OSC性能的20% PCE及以上。
2020-10-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Traps and transport resistance: the next frontier for stable state-of-the-art non-fullerene acceptor solar cells
稳定性是有机太阳能电池（OSC）在商业化道路上面临的最重要挑战之一。在所研究的高性能材料体系PM6：Y6中，研究了倒置光伏器件的退化机理。我们已经确定了两个不同的降解途径：一个需要存在的照明和氧气，并具有短路电流减少，另一个是热诱导的，并标记的开路电压和填充因子的严重损失。我们把我们的研究重点放在热加速降解。我们的研究结果表明，体材料的性能和界面保持显着稳定，但是，老化引起的缺陷态形成的活性层仍然是热降解的主要原因。增加的陷阱密度导致更高的非辐射复合，这限制了开路电压并降低了光活性层中的载流子迁移率。此外，我们发现陷阱诱导的传输阻力是填充因子下降的主要原因。我们的研究结果表明，器件的寿命可以显着增加边际抑制陷阱的形成，导致一个光明的未来OSC。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ambipolar charge carrier transport in mixed organic layers of phthalocyanine and fullerene
铜酞菁（p-导电）和富勒烯（n-导电）的混合层用于制造有机场效应晶体管（OFFERT）和逆变器。关于这些供体-受体共混物的电特性，它们显示双极载流子传输，而仅由一种材料制成的器件显示单极行为。这样的混合膜是用于双极传输的模型系统，其具有可调节的电子和空穴的场效应迁移率。通过改变混合比，可以平衡两种电荷载流子类型的传输。在本文中，我们讨论了迁移率和阈值电压的变化与混合比，并展示了双极性逆变器作为一个领先的应用。所获得的结果进行了分析，通过模拟使用的双极晶体管的分析模型，并随后比较互补逆变器。
2006-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells
有机太阳能电池是一种低成本、高效率的太阳能转换器，具有良好的能量平衡性。它们由碳基半导体制成，具有良好的光吸收和电荷产生特性，并且可以通过低温工艺制造，例如使用溶剂型油墨印刷，这些油墨与柔性塑料基板甚至纸张兼容。在这篇综述中，我们将概述有机太阳能电池的物理功能，其最先进的性能和局限性，以及实现更好的材料稳定性和更高的功率转换效率的新概念。我们亦会因应市场的潜力，简要检讨有关工序及成本。
2010-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Exciton dissociation in organic solar cells: An embedded charge transfer state model
本文提出内嵌电荷转移态模型，研究有机太阳能电池给体-受体界面的激子解离，揭示复合类型、界面势和电子初始能量对量子效率及热/冷电荷转移态的影响，为优化光伏界面提供理论指导。
2024-11-09 cond-mat.mtrl-sci
On the critical competition between singlet exciton decay and free charge generation in non-fullerene-based organic solar cells with low energetic offsets
本文通过光谱电化学、瞬态吸收与光致发光等方法研究低ΔIE的NFA有机太阳能电池，揭示单线态激子衰减是自由电荷产生的主要竞争机制。
2024-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Direct Detection of Photoinduced Charge Transfer Complexes in Polymer:Fullerene Blends
我们报告瞬态电子顺磁共振（trEPR）测量与亚微秒的时间分辨率进行P3 HT：PCBM混合物在低温下。光激发后的trEPR光谱揭示了自旋相关极化子对的特征。配对伙伴（P3 HT中的正极化子和PCBM中的负极化子）可以通过它们的特征g值来识别。极化子对态表现出强的非玻尔兹曼布居的事实清楚地表明，每对的组分是成对的，即起源于一个激子。我们表明，耦合极化子对电荷转移后，甚至几微秒，并建议他们体现的中间电荷转移复合物，形成在供体/受体界面和介导的激子转换成自由载流子。
2012-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the Efficient Polaron Pair Dissociation in Polymer--Fullerene Blends
在有机体异质结太阳能电池中，光生极化子对的分离是激子解离和电荷输运到电极之间的中间但关键的步骤。在现有技术的器件中，所有极化子对中的80%以上在低于$10^7$ V/m的场处分离。相比之下，仅考虑极化子对的库仑束缚，将需要高于$10^8$ V/m的电场来达到类似的产率。为了解决这一矛盾，我们进行了动力学蒙特卡罗模拟的极化子对解离的供体-受体共混物，考虑离域的载流子沿共轭聚合物链段。我们表明，由此产生的快速本地载流子传输确实可以解释高的实验量子产率在聚合物太阳能电池。
2009-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Electrospun Conjugated Polymer/Fullerene Hybrid Fibers: Photoactive Blends, Conductivity through Tunnelling-AFM, Light-Scattering, and Perspective for Their Use in Bulk-Heterojunction Organic Solar Cells
采用静电纺丝法制备了基于MEH-PPV/PVP/PCBM的共轭聚合物/富勒烯杂化纤维，并通过扫描电子显微镜、原子力和侧向力、隧道效应、共聚焦显微镜、衰减全反射傅里叶变换红外光谱、光致发光量子产率和空间分辨荧光等手段对其性能进行了表征。突出的特征包括所实现的纤维的带状形状，以及作为太阳能电池器件中异质活性层模板的网络的持久性。一组有利的特性证明，以这种方式在均匀的电荷传输行为和形成的有效界面的光生激子的扩散和解离。表现出纳米纤维垫的特定光散射性质的有机长丝与光的相互作用也可能有助于将入射辐射散布在活性层上，从而潜在地增强光伏性能。该方法可应用于其他电子给体-电子受体材料系统，用于制造通过嵌入共轭聚合物和富勒烯化合物的纳米纤维形态增强的太阳能电池器件。
2018-01-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Adsorption induced pyramidal distortion of the tri-metallic nitride core inside the endohedral fullerene Sc$_3$N@C$_{80}$ on the Ag(111) surface
我们理解和定制金属-有机界面的能力是下一代电子和自旋电子器件功能化有机络合物的必要条件。对于磁性数据存储应用，携带金属的有机分子，所谓的单分子磁体（SMM）是特别感兴趣的，因为它们产生在分子尺度上存储信息的可能性。在这项工作中，我们专注于在Ag（111）衬底上的单层膜中生长的原型SMM Sc3N@C80的吸附性质。我们提供了明确的证据表明，在吸附在Ag（111）表面上的碳笼内的其他平面Sc 3 N核心的金字塔扭曲。这种吸附引起的Sc3N@C80分子的结构变化可以与从基底到Sc3N@C80的最低未占分子轨道的电荷转移相关，这显著改变了富勒烯核的电荷密度。因此，我们对Sc3N@C80-Ag（111）界面的全面表征揭示了富勒烯分子的Sc 3 N核心与贵金属表面之间通过界面电荷转移介导的间接耦合机制。我们的工作表明，这种间接耦合之间的封装的金属中心的SMM和金属表面可以强烈地影响金属中心的几何结构，从而也可能改变表面上的磁性SMM。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Energy Transfer to a Stable Donor Suppresses Degradation in Organic Solar Cells
尽管在提高有机光伏器件的稳定性方面取得了许多进展，但环境条件下的环境退化仍然是未来应用的挑战性障碍。特别是采用富勒烯衍生物的常规体系在光照下易于氧化，限制了它们的适用性。在这里，我们报告的环境稳定性的小分子供体DRCN 5T连同富勒烯受体PC 70 BM。我们发现，该系统具有特殊的设备稳定性，主要是由于几乎恒定的短路电流。通过采用超快飞秒瞬态吸收光谱，我们将这种显着的稳定性归因于两个独立的机制：1）DRCN 5T表现出对外部因素的高固有电阻，没有表现出退化的迹象。2)高灵敏度的PC 70 BM通过DRCN 5T的存在稳定化，通过超快的长距离能量转移到供体，快速淬灭富勒烯激发态，这是化学氧化的前体。我们建议利用这种光保护机制来提高其他系统的器件稳定性，包括非富勒烯受体和三元共混物。
2020-07-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transport and Spectroscopic Studies of the Effects of Fullerene Structure on the Efficiency and Lifetime of Polythiophene-based Solar Cells
对于含有聚合物聚的太阳能电池共混物，观察到了功率转换效率和紫外-可见吸收光谱的时间依赖性测量（3-己基噻吩-2，5-二基）（P3 HT）与两种不同的官能化C60电子受体分子：市售的[6，6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）或[6，6]-苯基C61丁酸十八烷基酯（PCBOD）。效率被发现以指数时间依赖性衰减，而光谱特征显示饱和指数行为。从这两种类型的测量中提取的时间常数显示出从相同共混物生产的样品的合理一致性。与PCBM样品相比，PCBOD共混物的稳定性显著增强，而吸收和功率转换效率均降低。
2011-08-31 cond-mat.mtrl-sci
CTRAMER: An open source software package for correlating interfacial charge transfer rate constants with donor acceptor geometries in organic photovoltaic materials
在本文中，我们提出了CTRAMER（电荷转移速率从分子动力学，电子结构和速率理论），一个开源的软件包计算界面电荷转移（CT）速率常数的有机光伏（OPV）材料的基础上从头计算和分子动力学模拟。该软件的基础上，确定从分子动力学模拟的供体-受体共混物的界面结构内的代表性的供体-受体几何形状和计算相应的费米黄金法则CT速率常数的框架内的线性化半经典近似。虽然所使用的方法是完善的，这些国家的最先进的想法从不同的学科研究光致CT之间的激发态和明确的环境的整合，在我们看来，使这个包独特和创新。该软件还提供了绘制其他感兴趣的观测值的工具。概述的功能和实施细节后，使用和性能的软件演示了一个例子OPV系统的结果。
2021-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles GW calculations for fullerenes, porphyrins, phtalocyanine, and other molecules of interest for organic photovoltaic applications
我们评估的性能从头计算的电离能和HOMO-LUMO间隙的13个气相分子的兴趣为有机电子和光伏应用，包括C60富勒烯，并五苯，自由基卟啉和酞菁，PTCDA，和标准单体，如噻吩，芴，苯并噻唑或噻二唑。标准的G 0 W 0计算，即从本征态得到的局部或半局部泛函，显着提高电离能和带隙相比，密度泛函理论Kohn-Sham的结果，但计算的准粒子值仍然太小，作为过屏蔽的结果。从类Hartree-Fock特征值出发，得到了更好的结果，相当于对特征值进行了自洽，与实验结果相比，精度为2~4%.我们的计算是基于一个有效的高斯基础上实现GW的动态筛选，通过轮廓变形技术的显式治疗。
2010-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Combining optical and magnetic resonance spectroscopies to probe charge recombination via triplet excitons in organic solar cells
有机太阳能电池（OSC）最近显示出其性能的快速改善，使功率转换效率（PCE）更接近该技术的商业应用变得可行的程度。然而，OSC相对于其光学间隙的低开路电压（Voc）仍然将PCE限制在20%以下。导致OSC中大Voc缺陷的关键因素是自旋三重态激子的非辐射复合，这在使用富勒烯和非富勒烯电子受体的共混物中广泛但不普遍地观察到。在这里，我们提出了一个实验框架，结合时间分辨光学和磁共振光谱检测三重态激子，并确定其形成机制。我们将我们的方法应用于两个研究充分的聚合物：富勒烯系统，PM 6：PC60 BM和PTB 7-Th：PC60 BM，使我们能够选择性地研究不同的三重态形成途径。与仅显示通过非孪晶复合形成的三重态的更有效的非富勒烯受体系统相反，富勒烯系统还显示通过孪晶过程的显著的三重态形成。我们将此与电子被困在孤立的富勒烯，坐在烷基侧链的供体聚合物。因此，我们的模型研究表明，这些复杂的和重叠的过程可以成功地去卷积，揭示OSC共混物中的三重态生成动力学的复杂性。
2021-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Computational Design of Crescent Shaped Promising NonFullerene Acceptors with 2,3-quinoxaline,1,4-dihydro Core and Different Electron-withdrawing Terminal Units for Photovoltaic Applications
本研究旨在设计一系列以2，3-喹喔啉二酮、1，4-二氢稠合噻吩衍生物为核心单元，以1，1-二氰基亚甲基-3-茚满酮（IC）衍生物和除IC以外的不同π共轭分子为末端受体单元的非富勒烯受体（NFA）。所有研究的NFA都是空气稳定的，因为计算的最高占据分子轨道（HOMO）低于空气氧化阈值（约100）。-5.27eV vs.饱和甘汞电极）。所研究的NFA可以作为潜在的非富勒烯受体候选者，因为它们被发现具有足够的开路电压（Voc）和填充因子（FF）范围分别为0.62-1.41 eV和83%-91%。从各向异性迁移率分析，它是注意到，所研究的NFA除了二氰基绕丹宁末端单元含有NFA，表现出更好的电子迁移率比空穴迁移率，因此，它们可以是更有前途的电子传输受体材料的有机光电池的活性层。从光学吸收分析，它是注意到，所有设计的NFA具有最大吸收光谱范围从597 nm-730 nm，这位于可见光区和近红外（IR）的太阳光谱区。计算的光捕获效率的PM 6（噻吩衍生物供体在我们的研究中选择）：NFA共混物被发现位于0.9589-0.9957的范围内，这表明有效的光捕获的PM 6：NFA共混物在光伏器件操作。
2022-08-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First-principles investigation of organic photovoltaic materials C$_{60}$, C$_{70}$, [C$_{60}$]PCBM, and bis-[C$_{60}$]PCBM using a many-body $G_0W_0$-Lanczos approach
采用Hedin的$G_0W_0$近似下的多体微扰理论和Lanczos方法，对有机光致发光材料中电子受体C-$_{60}$、C-$_{70}$、[6，6]-苯基-C-$_{61}$ -丁酸甲酯（[C-$_{60}$ ]PCBM）和双-[C-$_{60}$ ]PCBM的激发态性质进行了第一性原理研究.计算得到的C $_{60}$和C $_{70}$的垂直电离势（VIP）和垂直电子亲合势（VEA）与气相中的实验值吻合得很好。所有三个分子的态密度也比较薄膜上测得的光电子能谱和逆光电子能谱，表现出密切的一致性-一个刚性的能隙重整化由于在薄膜中的分子间相互作用。此外，计算结果还表明，[C $_{60}$ ]PCBM的最低未占态都是由富勒烯C $_{60}$的最高占据分子轨道和最低未占分子轨道产生的. [C $_{60}$ ]PCBM中的功能性侧基引入了轻微的电子转移到富勒烯笼中，导致VIP和VEA的小幅降低。当用[C $_{60}$ ]PCBM代替富勒烯C $_{60}$作为本体异质结聚合物太阳能电池中的电子受体时，VEA的这种小变化为开路电压的增加提供了可靠的理由。
2015-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Insights into the Mechanical Properties of Polymer-Fullerene Bulk Heterojunctions for Organic Photovoltaic Applications
我们采用粗粒分子动力学模拟研究了由区域规整的聚（3-己基噻吩）（P3 HT）和富勒烯C $_{60}$组成的$π$共轭聚合物材料的力学性能。具体而言，我们进行拉伸模拟P3 HT：C $_{60}$复合材料与不同程度的聚合和C $_{60}$质量分数，以获得其应力-应变响应。分解成动能和维里贡献的应力张量表明，纯P3 HT样品的拉伸模量在很大程度上依赖于非键合的相互作用和键合的相互作用与键拉伸，而除了C $_{60}$导致的拉伸模量的增加源自增强的非键合的相互作用与C $_{60}$。此外，P3 HT：C $_{60}$样品的拉伸强度与分子链缠结良好相关，分子链缠结的特征在于从原始路径分析获得的每条链的平均扭结数。我们还发现，上，下屈服点特征的应变软化变得更加明显的C $_{60}$质量分数的增加。持久同源性分析表明，屈服点的出现与拉伸变形过程中的微孔合并，导致产生更大的空洞。这些结果提供了一个基本的理解的分子决定因素的$π$共轭聚合物-富勒烯复合材料的机械性能，这也可以帮助解释和预测的机械性能的其他聚合物复合材料含有富勒烯。
2021-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Efficient purely organic phosphorescent emitters for programmable luminescent tags: from building blocks to donor-acceptor-donor structures
Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；PRUUVE GmbH（PRUUVE有限公司）
本文研究了纯有机室温磷光（RTP）发射体的设计，通过系统探索供体-受体和供体-受体-供体有机磷光发射体在对称和非对称结构中的设计空间，发现供体单元对发射特性有显著影响，同时受体单元对磷光量子产率有重要影响，从而为可编程发光标签的开发提供了新的方法和见解。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Growth-Induced Unconventional Magnetic Anisotropy in Co/Fullerene (C60) Bilayer Systems; Insights from a Two-Grain Stoner-Wohlfarth Model
本研究针对金属-有机界面自旋输运复杂的问题，探究Co/C60双层膜磁各向异性起源，发现Co渗透C60层、25Å厚即生磁各向异性等特性，用双晶粒Stoner-Wohlfarth模型解释了矫顽力等反常行为，为有机自旋阀研发提供了界面特性依据。
2024-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative insights into the phase behaviour and miscibility of organic photovoltaic active layers from the perspective of neutron spectroscopy
我们提出了一种基于中子能谱的方法来定量研究由共轭聚合物：小分子共混物制成的有机光伏活性层的部分可吸收性和相行为，目前用区域无规聚（3-己基噻吩-2，5-二基）和富勒烯[6，6]-苯基C $_{61}$丁酸甲酯（RRa-P3 HT：PCBM）系统来说明。我们进行非弹性中子散射和准弹性中子散射测量，研究不同组成的共混物的结构动力学，使我们能够解决的相行为。RRa-P3 HT和PCBM之间的中子截面的差异，以及氘代技术的使用，提供了一个独特的机会，以探测富无定形聚合物相的富勒烯的可溶解性极限，并分别调整聚合物和富勒烯相之间的对比度。因此，所提出的方法应该是通用的和相关的研究新的非富勒烯受体是密切相关的-在化学结构方面-的聚合物，其中其他传统的成像和光谱技术提出了一个差的对比度之间的共混物组分。
2021-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
New 3,3'-(ethane-1, 2-diylidene)bis(indolin-2-one) (EBI)-based small molecule semiconductors for organic solar cells
以3，3 '-（1，2-二亚乙基）二吲哚啉酮（EBI）为电子受体结构单元，配以噻吩、联噻吩和苯并呋喃为电子给体封端基团，合成并表征了一系列D-A-D结构的小分子化合物.当稠环苯并呋喃结合到EBI（EBI-BF）时，分子显示出完美的平面构象，并在这些EBI化合物中提供最好的电荷传输性能，空穴迁移率高达0.021 cm 2 V-1 s-1。所有基于EBI的小分子与PC61 BM受体一起用作供体材料，用于制造溶液处理的本体异质结（BHJ）太阳能电池。性能最好的光伏器件是基于使用联噻吩封端部分（EBI-2 T）的EBI衍生物，其最大功率转换效率（PCE）为1.92%，这是由于EBI-2 T的宽吸收光谱和BHJ的适当形态。为了建立分子结构和薄膜形态之间的相关性，对每种材料的纯膜和共混膜进行差示扫描量热法、原子力显微镜和X射线衍射分析。
2017-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Novel primary photoexcitations in $π$-conjugated donor-acceptor copolymers probed by transient magneto-photoinduced-absorption
$π$共轭聚合物中的初级光激发的传奇故事一直是非凡的科学好奇心的来源，已经持续了三十多年。从反式聚乙炔中的孤子激发，到其他聚合物中的单重态和三重态激子和极化子，再到聚合物和富勒烯共混物中的电荷转移激子，该领域已经丰富了各种不同的光激发物种。在这里，我们展示了一种新的初级链内光激发物种，即复合多激子（CME）在$π$共轭的给体-受体（DA）-共聚物用于有机光伏（OPV）太阳能电池。我们利用从亚皮秒到毫秒的瞬态光致吸收的磁场响应来显示原始DA-共聚物中CME物种的早期光生，所述CME物种由四个耦合自旋1/2粒子组成，具有独特的光学和磁性特征。这种物质在微秒时域内分解为两个独立的三重态。重要的是，在共聚物/富勒烯共混物中，CME电离通过可以增强OPV太阳能电池中的光电流的独特过程产生光载流子。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Substituent-level Tuning of Frontier Orbital Energy Levels in Phthalocyanine/C60 Donor-Acceptor Charge Transfer Pairs
我们已经计算了几个低洼的电荷转移（CT）激发态能量的四个非共价结合的二联体组成的磺化锌酞菁耦合到C60。我们的研究结果表明，二-和三磺化系统产生的CT态的最低能量的激发态的系统。与此相反，四磺化ZnPc系统的能量重排导致局部激发低于CT状态的能量，显示可能的失活途径阻碍电荷分离。由于几个不同的供体-受体的相对取向可能共存于有机异质结，我们比较了几个低躺CT状态的端部上的几何形状的二磺化系统，其共面取向对应的能量。计算出的CT激发能对于端对取向比共面结构大~1.5 eV，这主要是由于从共面到端对取向的激子结合能的大幅降低。此外，相对供体-受体取向的变化比供体-受体距离的变化对CT能量有更大的影响。TDDFT计算上的各种磺化酞菁锌供体分子显示出一个显着的分裂的Q-带的四个供体系统中只有一个。我们目前的计算，与以前的实验研究一致，表明化学官能团的系统变化是一个很有前途的途径，为各种物理性质的有机半导体的取代基水平调谐。
2013-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Organic charge-transfer phase formation in thin films of the BEDT-TTF/TCNQ donor-acceptor system
我们用物理气相沉积法对给体/受体体系双（亚乙基二硫代）四硫富瓦烯（BEDT-TTF）/四氰基醌二甲烷（TCNQ）进行了电荷转移相形成的研究。我们在室温下在玻璃和Si（100）/SiO_2衬底上制备了施主/受主双层膜结构，用光学显微镜、X射线衍射和聚焦离子束截面分析了退火前后的层结构。我们发现了明确的证据，在退火过程中形成的电荷转移相。对于生长的样品，我们不能检测到电荷转移阶段的发生。X-射线衍射分析表明，（BEDT-TTF）-TCNQ形成了单斜晶型。这进一步证实了单源蒸发实验从预反应的（BEDT-TTF）-TCNQ获得的溶液生长，特别是从（BEDT-TTF）-TCNQ和TCNQ的共蒸发实验。在这些实验过程中，我们发现以（BEDT-TTF）-TCNQ为原料，在100 ℃左右可以在α-Al_2 O_3（1，1，-2，0）衬底上制备出（0，1，1）取向的BEDT-TTF薄膜。我们推测，由于其高蒸气压的TCNQ组件作为载体气体BEDT-TTF气相传输。
2009-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Effect of doping on performance of organic solar cells
平面和本体异质结有机太阳能电池的传统模型已经通过在活性层中引入掺杂而扩展。我们已经研究了有机太阳能电池的性能作为掺杂剂浓度的函数。对于本体异质结电池，建模表明，对于大多数研究的材料对（聚-3-己基噻吩，P3 HT，和苯基-C61-丁酸甲酯，PCBM）掺杂降低短路电流密度（JSC），填充因子（FF）和效率。然而，如果本体异质结电池未被优化，即，在低载流子迁移率、不平衡迁移率或非欧姆接触下，则可以通过掺杂来提高效率。对于平面异质结电池，建模表明，如果受体层是n掺杂的，并且供体层是p掺杂的，则可以通过掺杂来增加开路电压、JSC、FF以及因此的效率。相反，当受体为p掺杂，而供体为n掺杂时，FF随着掺杂剂浓度的增加而迅速减小，使得电流-电压曲线变为S形。我们还表明，非欧姆接触的平面异质结电池的性能上的不利影响，可以强烈削弱掺杂。
2011-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Energetics of the Charge Generation in Organic Donor-Acceptor Interfaces
非富勒烯受体（NFA）材料为有机太阳能电池（OSC）的设计提出了新的范式，从而以较小的驱动力获得高效的载流子产生，以最大化开路电压。本文采用一种结合Escherfest和Redfield理论的粗粒度混合量子-经典方法，研究了小能量偏移界面的电荷产生过程。我们研究了高能驱动力以及电子振动效应对电荷产生和光伏能量转换的影响。通过分析Holstein和Peierls振动耦合的影响，我们发现振动耦合产生的整体效果，提高电荷产生。然而，这两种电子振动机制起着不同的作用：Holstein弛豫机制减少了电荷的产生，而Peierls机制总是帮助电荷的产生。此外，通过检查作为时间的函数的电子-空穴结合能，我们证明了两个不同的制度的电荷分离：温度无关的激子传播上的子-100 fs的时间尺度和完全解离的电荷转移状态，发生在几十到几百皮秒的时间尺度上，取决于温度。系统的量子动力学表现出马库斯电子转移动力学的三个制度作为界面的能量偏移是不同的。
2021-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
P3HT-Fullerene Blends: a Classical Molecular Dynamics Simulation
近年来，聚合物和C $_{60}$衍生分子的共混物在有机光致发光中的应用备受关注，形成所谓的本体异质结活性层。异质结的特征是决定性的，与形态和相分离具有明显的相关性。为了更好地了解系统的形态，我们提出了一个经典的分子动力学（CMD）模拟聚合物/富勒烯（P3 HT/C $_{60}$）共混物，来自不同的起点，使用专门设计的Nanomol力场的基础上的通用力场。我们使用具有30个己基噻吩单元的不太短的区域规则聚合物（$\sim$ 5 kg $\cdot$ mol $^{-1}$分子量），并采用聚合物：分子共混物的$\sim$ 1：1质量比例，我们在室温和常压条件下模拟了$\sim$ 40千个原子的电池。我们发现，独立的C $_{60}$分子相对于P3 HT链的起始点空间分布，隔离或各向同性，富勒烯分子表现出一种倾向，隔离，相分离是占主导地位的制度。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci
CycleChemist: A Dual-Pronged Machine Learning Framework for Organic Photovoltaic Discovery
CycleChemist框架通过结合预测建模与生成分子设计，旨在高效发现高性能有机光伏材料。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci cs.AI cs.LG
Triplet Exciton Generation in Bulk-Heterojunction Solar Cells based on Endohedral Fullerenes
含有三金属氮化物内嵌富勒烯1-[3-（2-乙基）己氧基羰基]丙基-1-苯基-Lu3N@C80（Lu3N@C80-PCBEH）的有机本体异质结（BHJ）和太阳能电池显示出比含有[6，6]-苯基-C [61]-丁酸甲酯（PC61 BM）的类似器件高0.3 V的开路电压（VOC）。为了充分利用该受体分子在太阳能电池的功率转换效率（PCE）方面的潜力，应当改善短路电流（JSC）以变得与现有技术的太阳能电池具有竞争力。在这里，我们解决的JSC在含有高电压吸收剂Lu3N@C80-PCBEH的混合物中的光生作用，但也运输和提取的载流子的影响因素。我们应用光学，载流子提取，形态学和自旋敏感技术。在含有Lu3N@C80-PCBEH的共混物中，我们发现2倍弱的光致发光猝灭，链间激子的扩散，并且最显著的是，在聚合物链上形成三重态激子，这在参考P3 HT：PC61 BM共混物中不存在。我们表明，电子回转移到三重态以及较低的激子解离产率，由于分子内电荷转移在Lu3N@C80-PCBEH是负责减少光电流。
2011-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Hole Separation Dynamics and Optoelectronic Properties of a PCE10:FOIC Blend
本研究结合稳态/瞬态光谱与DFT计算，揭示PCE10:FOIC共混体系中空穴分离时间常数为(1.3±0.3) ps、电荷分离效率约60%，为高效有机光伏材料设计提供依据。
2025-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Donors, Acceptors, and a Bit of Aromatics: Electronic Interactions of Molecular Adsorbates on hBN and MoS$_2$ Monolayers
为下一代光电应用设计低维有机-无机界面需要深入了解这些系统中电子相互作用的微观机制。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理研究的基础上密度泛函理论检查的结构，能量和电子性质的五个分子供体和受体吸附在独立的六方氮化硼（hBN）和二硫化钼（MoS $_2$）单分子膜。所有考虑的异质结构是稳定的，由于分散相互作用的关键贡献，这是最大化的物理吸附的分子在两个基板上的整体平面排列。混合系统的水平对齐取决于组成部分的特征。在hBN上，I型和II型异质结构都可以形成，这取决于前线轨道相对于真空能级的相对能量。另一方面，所有基于MoS $_2$的混合系统都表现出II型能级排列，分子前沿轨道位于半导体的能隙之间。杂化材料的电子结构进一步由界面偶极矩的形成以及有机和无机组分之间的波函数杂化决定。这些结果为设计具有光电子学特性的新型低维杂化材料提供了重要依据。
2022-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of the Work Function by the Atomic Structure of Strong Organic Electron Acceptors on H-Si(111)
通过理解原子和电子自由度如何合作或竞争以产生所需的功能特性，可以实现光电混合有机/无机架构的进步。在这里，我们将展示如何调制模型混合动力系统中的有机成分的结构的功函数的变化。本文研究了两种强电子受体的氰基醌二甲烷衍生物（F_4-TCNQ和F_6-TCNNQ）在H-Si（111）表面的吸附。从系统的结构搜索采用范围分离的混合HSE 06功能，包括许多体范德华贡献，我们预测，尽管它们的相似的组合物，这些分子吸附在第一层中具有显着不同的密集堆积的几何形状，由于强烈的分子间相互作用。在多层结构中，F6-TCNNQ显示出比F4-TCNQ强得多的层内相互作用（主要是由于范德华贡献）。密集堆积的几何形状诱导大的界面电荷重排，导致F4-TCNQ和F6-TCNNQ的功函数分别增加1.11和1.76 eV。在室温下的核涨落产生一个宽分布的功函数值，很好地模拟了正态分布与σ=0.17 eV。我们证实了我们的研究结果与实验证据的F6-TCNNQ在H-Si（111）和预测和测量的功函数变化之间的趋势的协议的显着岛的形成。
2019-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Comparing charge transfer tuning effects by chemical substitution and uniaxial pressure in the organic charge transfer complex tetramethoxypyrene-tetracyanoquinodimethane
在寻找具有可变电荷转移度的新型有机电荷转移盐的过程中，我们研究了最近合成的给体-受体四甲氧基芘（TMP）-四氰基醌二甲烷（TCNQ）的两种修饰的影响。一种是用F_4 TCNQ分子取代受体TCNQ分子，具有化学性质。第二个是模拟沿系统叠加轴施加单轴压力。为了测试化学取代，我们生长了TMP-F4 TCNQ的单晶，并通过电子输运测量、从头计算密度泛函理论（DFT）计算和UV/VIS/IR吸收光谱分析了其电子结构。该系统显示出几乎理想的几何重叠的几乎平面的分子交替堆叠（混合堆叠），这种安排是由一个类似的传输行为与沿堆叠方向的电导率增加呼应。这与TMP-TCNQ相反，TMP-TCNQ显示出不太明显的各向异性和较小的电导率响应。我们的能带结构计算证实了TMP-F4 TCNQ的一维行为，仅沿堆叠轴具有明显的色散。然而，红外测量表明F4 TCNQ中CN振动频率偏移表明TMP-F4 TCNQ中的电荷转移程度相对于TMP-TCNQ没有改善。在两种复合物中，约0.1从TMP转移到受体。关于压力效应，我们对设计的TMP-TCNQ和TMP-F4 TCNQ结构在不同压力条件下的DFT计算表明，沿TMP-TCNQ的堆叠轴施加单轴压力可能是为了获得更明显的电荷转移而遵循的路线。
2014-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast charge transfer and vibronic coupling in a laser-excited hybrid inorganic/organic interface
无机半导体与有机分子形成的杂化界面是一种非常有趣的光电子材料。界面电荷转移是其独特的电子结构和光学响应的主要原因。因此，至关重要的是要深入了解这一基本过程，也超越了静态的画面。基于实时依赖时间的密度泛函理论耦合到Escherfest分子动力学计划的从头算方法非常适合这个问题。研究了电子受体分子2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基醌二甲烷（F4 TCNQ）吸附在氢化硅团簇上形成的激光激发的无机/有机杂化界面，并讨论了脉冲激发后超短时间窗内电荷转移的基本机制.所考虑的接口是$p$掺杂，并表现出在基态的电荷转移。当它被激发的共振激光脉冲，跨界面的电荷转移额外增加，但与以前的观察在所有有机供体/受体复合物，它不是进一步促进电子振动耦合。在100~fs的时间窗口内，分子振动与电子动力学耦合，增强了分子内电荷转移。我们的研究结果突出了所涉及的物理学的复杂性，并证明了所采用的形式主义的能力，以实现对混合材料中的超快电荷转移的全面理解。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
The quest for electronic ferroelectricity in organic charge-transfer crystals
本文回顾了在有机电荷转移晶体中实现常温电子铁电性的研究进展，总结了实现这一目标所需满足的关键条件。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
A new class of organic molecular magnets
通过详细的第一性原理计算，我们发现了一类新的稳定的有机分子磁体的基础上的两性离子分子具有供体，$π$桥，受体基团。这些分子是仅含有C、H和N的有机分子。磁性质的量子力学性质源自共轭$π$桥（仅涉及p电子），其中电子自旋之间的交换相互作用相对较强且局部，并且与$π$桥的长度无关，使得能够容易地构造具有指定长度的分子磁性器件。
2008-12-03 cond-mat.mtrl-sci
