基于第一性原理衬底屏蔽 $GW$ 方法的 P3HT:PCBM 界面层数依赖准粒子电子结构
材料科学
2020-06-29 v1
摘要
一种典型的有机光伏材料是由区域规整聚(3-己基噻吩)（P3HT）与 [6,6]-苯基-C-丁酸甲酯（PCBM）共混形成的异质结。从微观上理解该体系中的能量转换机制涉及 P3HT:PCBM 界面的电子结构与原子几何构型之间的关系。本工作中，通过第一性原理 研究了 P3HT 层数对 P3HT:PCBM 界面电子结构的影响。我们采用衬底屏蔽方法加速此类计算，并更好地理解界面处的多体介电屏蔽。发现整个界面的准粒子带隙随 P3HT 层数增加而减小。界面各组成部分的带隙均小于其孤立时的对应值，且强烈依赖于 P3HT 层数。重要的是，在比较含单个界面的 P3HT:PCBM 体系与在 PCBM 两侧均形成界面的 P3HT:PCBM:P3HT 体系时，我们发现两者表现出非常不同的准粒子能级排布。我们讨论了上述发现对相关实验的可能启示。所观察到的 P3HT:PCBM 界面层数依赖准粒子电子结构趋势，为这些材料中的能量转换路径提供了计算层面的认识。
引用
@article{arxiv.2004.10169,
title = {Layer-dependent Quasiparticle Electronic Structure of the P3HT:PCBM Interface from A First-Principles Substrate Screening $GW$ Approach},
author = {Olugbenga Adeniran and Sivan Refaely-Abramson and Zhen-Fei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10169},
year = {2020}
}
备注
26 pages, 4 figures