分子结构、量子相干与溶剂效应对 BODIPY--C$_{60}$ 衍生物中超快电子传输的影响

含供体-桥-受体位点或分子天线的分子系统构成了有机光伏器件实现的理想候选。多色团分子系统中的光诱导电子转移由供体与分子桥之间微妙的相互作用以及系统-溶剂耦合所决定。在此，我们探讨由全异恶唑啉、富勒吡咯烷、BODIPY 与 Zn-卟啉组成的分子光系统中诸如布居反转与电子转移等量子性质的计算，以及它们的系统-溶剂超快动力学。分子复合物被建模为二与三站点系统，我们使用密度泛函理论（DFT）获取构建与电子转移计算相关的开放系统双曲哈密顿量所需的站点能量。站点能量与电子耦合通过使用连续极化模型计算，该模型允许分析不同溶剂环境，且站点间耦合在 DFT 水平上借助广义 Mulliken Hush 方法计算。我们发现电荷转移态的稳定化能量对于嵌入不同极性环境中的化合物表现出显著变化，因此针对甲醇、THF 与甲苯的具体情况分析了溶剂效应。我们表明，分子桥的引入产生了中间态，该中间态通过定义 $\Lambda$ 或级联型能量 scheme 在电荷转移过程中起关键作用；这影响了转移速率的渐近值并有利于级联型构型。