本書系統(tǒng)講述了計算和預(yù)測有機光伏材料關(guān)鍵參數(shù)的理論和方法。主要內(nèi)容包含量子力學(xué)基礎(chǔ)理論即波函數(shù)和密度泛函理論，有機光伏的發(fā)展簡史，有機分子建模和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計算其分子前線軌道和能隙、給體受體開路電壓，電子吸收光譜計算與模擬，介電常數(shù)和激子結(jié)合能的預(yù)測，運用Marcus理論計算電子躍遷速率和電荷復(fù)合速率及電子和空穴遷移率�；竞w了有機光伏材料的所有關(guān)鍵參數(shù)和性能預(yù)測。
1 量子力學(xué)基礎(chǔ)
1.1 量子力學(xué)的誕生
1.1.1 黑體輻射
1.1.2 光電效應(yīng)
1.1.3 原子結(jié)構(gòu)與玻爾的舊量子論
1.1.4 微粒的波粒二象性
1.2 薛定諤方程
1.3 一維無限深勢阱
1.4 類氫原子波函數(shù)
1.5 Hartree-Fock方法
1.6 密度泛函理論
1.6.1 Hobenberg-Kohn定理
1.6.2 Kohn-Sham方程
1.6.3 含時密度泛函理論
1.6.4 常用泛函簡介
參考文獻
2 有機光伏材料的發(fā)展簡史
2.1 有機光伏電池分類
2.2 有機光伏電池工作原理
2.2.1 光子的吸收與激子的產(chǎn)生
2.2.2 激子的擴散與分離
2.2.3 自由電子與空穴的傳輸
2.3 有機光伏性能的影響參數(shù)
2.4 給體受體材料類型
2.4.1 聚合物材料
2.4.2 小分子材料
2.5 富勒烯和非富勒烯受體材料
2.5.1 富勒烯材料
2.5.2 非富勒烯受體
參考文獻
3 分子前線軌道和能隙、開路電壓、激發(fā)態(tài)和電子吸收光譜
3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理與實例
3.1.1 分子建模
3.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
3.1.3 頻率計算
3.2 薄膜與凝聚態(tài)中分子軌道能量、能隙計算實例
3.2.1 HOMO/LUM0校正
3.2.2 計算泛函選擇
3.3 薄膜中有機太陽能電池的分子排列影響
3.3.1 給體間分子排列方式對分子軌道能量的影響
3.3.2 給體/受體界面間分子排列影響
3.4 薄膜中開路電壓的計算與實例
3.4.1 開路電壓
3.4.2 開路電壓計算方法
3.4.3 開路電壓計算實例
3.5 薄膜中有機太陽能電池的分子排列對電子吸收光譜的影響
3.6 溶劑效應(yīng)對亞酞菁在溶液中吸收光譜的影響實例
3.6.1 亞酞菁單分子在不同溶劑中的吸收光譜模擬
3.6.2 亞酞菁分子與溶劑層在不同溶劑中的吸收光譜模擬
參考文獻
4 介電常數(shù)和激子結(jié)合能
4.1 介電常數(shù)計算
4.1.1 介電常數(shù)的常見計算方法
4.1.2 計算實例
4.2 激子結(jié)合能
4.2.1 激子的分類
4.2.2 有機分子激子結(jié)合能
4.2.3 有機分子激子結(jié)合能計算實例
參考文獻
5 電荷分離、重組，載流子遷移率
5.1 電荷傳輸過程概述
5.2 Marcus理論
5.2.1 經(jīng)典Marcus理論
5.2.2 半經(jīng)典Marcus理論
5.3 電荷分離與電荷復(fù)合速率重要參數(shù)計算
5.3.1 吉布斯自由能差的計算
5.3.2 內(nèi)重組能的計算
5.3.3 外重組能的計算
5.3.4 電子耦合的計算
5.4 電荷分離與電荷復(fù)合速率計算實例
5.4.1 研究背景
5.4.2 計算細節(jié)
5.4.3 結(jié)果與討論
5.4.4 總結(jié)
5.5 載流子遷移率及計算實例
5.5.1 載流子遷移率及其參數(shù)計算
5.5.2 載流子遷移率計算實例
參考文獻
附錄
附錄1 計算前線分子軌道能量取值和繪制前線分子軌道圖像
附錄2 吸收光譜模擬及相應(yīng)數(shù)據(jù)處理
附錄3 溶劑模型介紹
參考文獻
附表 常用物理化學(xué)參數(shù)
附表1 本書中一些物理量的單位符號
附表2 物理常數(shù)
附表3 常見溶劑的相對介電常數(shù)
索引
彩圖
書單推薦
