Abstrakt

Auf dem Weg zur Effizienzsteigerung von Solarzellen durch halogenierte Hexacene

Subhankar Sardar

In Solarzellen kommt ein durch Spin ermöglichter interner Umwandlungsprozess, die Singulettspaltung (SF), zum Einsatz , bei dem ein angeregtes Molekül in Singulettform mit den benachbarten Molekülen im Grundzustand interagiert und zwei angeregte Tripletts erzeugt. Auf diese Weise kann die Shockley-Queisser-Grenze von 32 % Solarzelleneffizienz effektiv überwunden werden. Die Entwicklung und Charakterisierung neuer Materialien/Moleküle ist ein interessantes Forschungsgebiet zur Erforschung des SF-Prozesses. Im vorliegenden Artikel haben wir verschiedene halogenierte Hexacene theoretisch modelliert und im Detail untersucht. –CN, ein Pseudohalogen, wird hier außerdem als weiterer Substituent im Hexacenring verwendet. Die Halogenatome werden an vier verschiedenen nicht äquivalenten Positionen des PAH-Rings (Polyaromatischer Kohlenwasserstoff) substituiert, um die chemischen Eigenschaften des Hexacens zu verändern und sie systematisch zu untersuchen. Die Geometrien, elektronischen Strukturen, Grenzmolekülorbitalenergien (FMO) und Anregungszustandsenergien, die mit dem Spaltungsprozess der substituierten Polykohlenwasserstoffe verbunden sind, werden mit der TDDFT-Methode und der bekannten Quantenchemie-Software ORCA untersucht.