聚合物及其异质结构中的光电转换研究

聚合物太阳能电池是利用聚合物的光电转换效应将光能转化为电能的有机功能器件。如何提高器件的光电转换效率是当前物理和化学家们从理论和实验等方面共同研究的热点课题之一。基于目前有机器件中光电转换机理等方面存在的一些争论和问题，我们拟采用紧束缚模型结合非平衡格林函数的理论方法，对聚合物分子及其异质结构中的光电转换进行系统的研究。研究内容包括：PPV衍生物、P3HT等复杂分子物理模型的建立，探讨侧基和分子构型对这些分子能带结构、载流子输运特性的影响；通过引入脉冲电场模拟不同能量的光激发，研究聚合物分子及其异质结构中的光电转换动力学过程，进而明确光致载流子的产生根源；探讨聚合物异质结构中界面和带阶对载流子产生、输运和复合的影响。这些工作将有助于发现有机材料中更加丰富的物理内容，为开发具有窄带隙及高载流子迁移率的光敏材料，实现更高光电转换效率的聚合物太阳能电池等有机功能器件提供理论指导。