吡嗪衍生物受体材料(C1-C5)在体异质结太阳能电池中的理论设计与光伏性能研究

来自全球顶尖团队的研究人员针对有机太阳能电池受体材料性能瓶颈，通过理论计算系统探索了新型吡嗪衍生物(C1-C5)的光伏潜力。采用TD-DFT和DFT方法揭示了这些材料具有理想的光学特性、低带隙、优化的开路电压以及与PTB7-Th给体的能级匹配，为开发高效稳定低成本的光伏器件提供了新思路。

　　

有机电子受体材料的设计是开发高性能体异质结(bulk heterojunction)太阳能电池的核心。在这项突破性研究中，科学家们将目光聚焦于吡嗪(pyrazine)基π共轭受体材料——这类材料相较于传统受体展现出显著优势，不仅光电性能更优异，还兼具成本效益和稳定性。

研究团队通过时间依赖密度泛函理论(TD-DFT)和密度泛函理论(DFT)计算，对五种新型吡嗪衍生物(C1-C5)进行了全方位评估。研究涵盖边界分子轨道分析、态密度(DOS)计算、电子重组能(electron reorganization energy)和全电子重组能(whole-electron reorganization energy)测定、分子静电势(MEP)模拟、全局反应性参数(global reactivity parameters)计算等关键指标。

特别值得关注的是，这些吡嗪衍生物展现出卓越的光学特性：具有较低的带隙(bandgap)，其开路电压(open-circuit voltage)达到最优值，且能级与常用给体材料PTB7-Th完美匹配。这些发现为设计新一代高效有机光伏材料提供了重要理论依据，预示着吡嗪类材料在太阳能转换领域的广阔应用前景。