Theoretical Study on the Construction of Efficient Electron Transport Materials with A–DA′D–A Structures toward Efficient Perovskite Solar Cells

钙钛矿(结构) 化学物理 密度泛函理论 电子迁移率 电子 从头算 材料科学 电子传输链 钙钛矿太阳能电池 电子转移 电子受体 能量转换效率 化学 物理 计算化学 结晶学 光化学 光电子学 有机化学 量子力学 生物化学
作者
Qian Guo,Quan‐Song Li
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (21): 8225-8235 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c01587
摘要

Electron transport materials (ETMs) in perovskite solar cells (PSCs) are essential for enhancing photoelectric conversion efficiency, increasing stability, and reducing hysteresis effects. In this work, a series of novel A–DA′D–A type ETMs with an electron-deficient naphthalene diimide (NDI) core as acceptor A′, thiophene rings of different lengths as donors (D), and end groups (A) with different electron-withdrawing ability were designed. The effects of π-conjugation lengths and electronic properties with end-capped engineering, electron transfer mobility, interfacial interaction, and antihumidity have been comprehensively examined using density functional theory (DFT), time-dependent DFT (TD-DFT), and ab initio molecular dynamics (AIMD). The enhanced electron transport and interfacial characteristics along with appropriate energy levels are present in the designed ETMs. Moreover, compared to the parent molecule NDI, the electron mobility of the new ETMs is significantly higher by up to 3 orders of magnitude. In addition, AIMD simulations show that the newly designed molecule NDI-6Th-H has a strong interaction with the perovskite surface, resulting in stronger moisture resistance than NDI. Along with improving knowledge of the structure–property relationship of ETMs, this work offers a set of prospective ETMs for high-performance PSCs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
初景应助种太阳采纳,获得20
2秒前
林听听听完成签到,获得积分10
3秒前
牛牛和明明关注了科研通微信公众号
3秒前
Silverexile发布了新的文献求助30
4秒前
4秒前
临河盗龙完成签到,获得积分20
4秒前
清风发布了新的文献求助30
5秒前
复杂的煎蛋完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
临河盗龙发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
黑桃Q发布了新的文献求助10
10秒前
果子酱鸭发布了新的文献求助10
10秒前
YYY完成签到,获得积分10
11秒前
香蕉觅云应助雨乐采纳,获得10
12秒前
Junex发布了新的文献求助10
13秒前
小二郎应助赵伟豪采纳,获得10
13秒前
cyrus完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI6.4应助清风采纳,获得10
13秒前
14秒前
Rain发布了新的文献求助10
15秒前
Guo应助sealking采纳,获得10
15秒前
16秒前
黑桃Q完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
dddyrrrrr完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研通AI6.2应助苏大肺雾采纳,获得30
20秒前
12135完成签到 ,获得积分10
22秒前
24秒前
幽默以松完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
李爱国应助逯景宇采纳,获得10
27秒前
bjcaihc发布了新的文献求助20
27秒前
27秒前
viktornguyen发布了新的文献求助100
28秒前
28秒前
LEEE完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
高分求助中
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 500
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6493872
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8291084
关于积分的说明 17692577
捐赠科研通 5586141
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2915787
邀请新用户注册赠送积分活动 1892889
关于科研通互助平台的介绍 1751389