Abstrakt

Elektronenziehende Substituenten, die durch nichtkovalente Wechselwirkungen die Bandlücke und die planare Konformation in Push-Pull-Molekülen steuern: Studie der Dichtefunktionaltheorie

Saravanan C, Nasrin IS und Milind SD*

Benzo[1,2-b:6,5-b']dithiophen-4,5-dion (BDTD) wird als Zwischenprodukt zur Synthese von Akzeptoreinheiten für organische Solarzellen verwendet. Seine duale Aktivität als Donor und Akzeptor wurde jedoch noch nicht getestet. In dieser Studie wurden BDTD, DTBT und DTBTD als Donoren betrachtet und ihre optoelektronischen Eigenschaften zusammen mit dem Benzothiadiazol-Anteil bestimmt. Bandlücke, HOMO, LUMO und Absorptionswellenlängen werden genau untersucht und es wird untersucht, wie sich die optoelektronischen Eigenschaften auswirken, wenn elektronenziehende Substitutionen wie F, CN und NO2 in die Benzothiadiazol-Einheit eingeführt werden. Der Elektron-Loch-Abstand und das reale Elektronendonor- und -akzeptorsystem wurden während des elektronischen Übergangs aus der berechneten Dichte für den Grund- und angeregten Zustand ermittelt. Starke Wasserstoffbrückenwechselwirkung und starke sterische Abstoßung zwischen Donor- und Akzeptoreinheiten wurden beobachtet, während verschiedene elektronenziehende Substituenten in die Benzothiadiazol-Akzeptoreinheit eingeführt wurden. Der Beitrag der Fragmente zu den Energieniveaus der Molekülorbitale stützt die Ergebnisse zum Donorcharakter von DTBT, DTBTD und zum dualen Charakter von BDTD. Das neu entwickelte Molekül erreichte die im Scharber-Diagramm vorhergesagte Energieumwandlungseffizienz von Ì´ 8 %.