Published July 24, 2022
| Version v1
Publication
Open
DFT based modeling of asymmetric non-fullerene acceptors for high-performance organic solar cell
Creators
- 1. University of Education
- 2. King Khalid University
- 3. Bahauddin Zakariya University
- 4. University of Okara
- 5. Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology
- 6. COMSATS University Islamabad
Description
In this study, five new asymmetrical fullerene-free acceptor molecules (N1 to N5) have been designed for organic solar cell applications. Density functional theory and time dependent density functional theory has been employed for exploring the opto-electronic, photovoltaic and geometric properties of the designed molecules. A narrow energy band gap with high red-shifting in the absorption spectrum has been noted. High open circuit voltage with good values of reorganizational energy of electron suggested that designed molecules are effective contributor for solar cell applications. Transition density matrix and frontier molecular orbitals analysis also expressed the presence of charge density within a molecule with different types of transitions. Finally, blend study also performed for exploring the charge transfer between donor polymer and acceptor molecule.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، تم تصميم خمسة جزيئات مستقبلية جديدة خالية من الفوليرين (N1 إلى N5) لتطبيقات الخلايا الشمسية العضوية. تم استخدام النظرية الوظيفية للكثافة والنظرية الوظيفية للكثافة المعتمدة على الوقت لاستكشاف الخصائص البصرية الإلكترونية والضوئية والهندسية للجزيئات المصممة. لوحظ وجود فجوة ضيقة في نطاق الطاقة مع تحول أحمر مرتفع في طيف الامتصاص. اقترح الجهد العالي للدائرة المفتوحة مع قيم جيدة لطاقة إعادة تنظيم الإلكترون أن الجزيئات المصممة هي مساهم فعال في تطبيقات الخلايا الشمسية. كما أعربت مصفوفة كثافة الانتقال وتحليل المدارات الجزيئية الحدودية عن وجود كثافة الشحنة داخل جزيء مع أنواع مختلفة من التحولات. أخيرًا، تم إجراء دراسة BLEND أيضًا لاستكشاف نقل الشحنة بين البوليمر المانح وجزيء المستقبل.Translated Description (French)
Dans cette étude, cinq nouvelles molécules acceptrices asymétriques sans fullerène (N1 à N5) ont été conçues pour des applications de cellules solaires organiques. La théorie fonctionnelle de la densité et la théorie fonctionnelle de la densité dépendante du temps ont été utilisées pour explorer les propriétés optoélectroniques, photovoltaïques et géométriques des molécules conçues. Une bande interdite d'énergie étroite avec un décalage vers le rouge élevé dans le spectre d'absorption a été notée. Une tension de circuit ouvert élevée avec de bonnes valeurs d'énergie de réorganisation des électrons a suggéré que les molécules conçues sont des contributeurs efficaces pour les applications de cellules solaires. L'analyse de la matrice de densité de transition et des orbitales moléculaires frontières a également exprimé la présence de densité de charge au sein d'une molécule avec différents types de transitions. Enfin, l'étude Blend a également été réalisée pour explorer le transfert de charge entre le polymère donneur et la molécule acceptrice.Translated Description (Spanish)
En este estudio, se han diseñado cinco nuevas moléculas aceptoras asimétricas libres de fullereno (N1 a N5) para aplicaciones de células solares orgánicas. La teoría funcional de la densidad y la teoría funcional de la densidad dependiente del tiempo se han empleado para explorar las propiedades optoelectrónicas, fotovoltaicas y geométricas de las moléculas diseñadas. Se ha observado una brecha de banda de energía estrecha con un alto desplazamiento hacia el rojo en el espectro de absorción. El alto voltaje de circuito abierto con buenos valores de energía de reorganización de electrones sugirió que las moléculas diseñadas son contribuyentes efectivos para aplicaciones de células solares. El análisis de la matriz de densidad de transición y los orbitales moleculares de frontera también expresaron la presencia de densidad de carga dentro de una molécula con diferentes tipos de transiciones. Finalmente, también se realizó un estudio de mezcla para explorar la transferencia de carga entre el polímero donante y la molécula aceptora.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9407911fb66c5f1d7c611db111e20e9e
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النمذجة القائمة على DFT للمستقبلات غير المتماثلة للخلية الشمسية العضوية عالية الأداء
- Translated title (French)
- Modélisation basée sur la TFD des accepteurs asymétriques de non-fullerène pour les cellules solaires organiques haute performance
- Translated title (Spanish)
- Modelado basado en DFT de aceptores asimétricos sin fullereno para células solares orgánicas de alto rendimiento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4286817188
- DOI
- 10.1007/s11082-022-03932-0
References
- https://openalex.org/W1979426457
- https://openalex.org/W2006576200
- https://openalex.org/W2015115303
- https://openalex.org/W2049771607
- https://openalex.org/W2051852067
- https://openalex.org/W2063910761
- https://openalex.org/W2087536963
- https://openalex.org/W2103354374
- https://openalex.org/W2113386068
- https://openalex.org/W2130566039
- https://openalex.org/W2169498876
- https://openalex.org/W2792783390
- https://openalex.org/W2886600502
- https://openalex.org/W2899925227
- https://openalex.org/W2901482889
- https://openalex.org/W2903449520
- https://openalex.org/W2908365170
- https://openalex.org/W2916282979
- https://openalex.org/W2923615418
- https://openalex.org/W2943696095
- https://openalex.org/W2950564048
- https://openalex.org/W2953843177
- https://openalex.org/W2969746993
- https://openalex.org/W2994389539
- https://openalex.org/W2998898774
- https://openalex.org/W3011372248
- https://openalex.org/W3012023780
- https://openalex.org/W3015080212
- https://openalex.org/W3017043029
- https://openalex.org/W3080631693
- https://openalex.org/W3081310750
- https://openalex.org/W3093483315
- https://openalex.org/W3102631219
- https://openalex.org/W3119148435
- https://openalex.org/W3126842871
- https://openalex.org/W3130763117
- https://openalex.org/W3135949786
- https://openalex.org/W3148660258
- https://openalex.org/W3158300464
- https://openalex.org/W3167957981
- https://openalex.org/W3172887610
- https://openalex.org/W3182178767
- https://openalex.org/W3185301784
- https://openalex.org/W3195002595
- https://openalex.org/W4200554608
- https://openalex.org/W4205605524
- https://openalex.org/W4220972282
- https://openalex.org/W4224097230
- https://openalex.org/W4281256019
- https://openalex.org/W4283388088