基于三苯胺及其衍生物类空穴传输材料的密度泛函研究

本文设计并计算了三个基于三苯胺及其衍生物类的空穴传输材料T1、T2、T3,基于密度泛函理论分析了这三种材料的能级、前线分子轨道、静电势、吸收光谱等性质,其中最高占据轨道几乎分布于分子的整个骨架,最低未占据轨道主要分布在稠环上面,这表明这三种材料的前线分子轨道离域的很好,而空穴传输主要与HOMO有关,并且三种材料的HOMO能级都高于价带能级,这有利于空穴提取,也满足钙钛矿层MAPbI3受光激发时产生的空穴有效注入到空穴传输层的HOMO能级上的要求,所以从前线分子轨道和HOMO能级也可以知道这三种材料都适用于空穴传输材料;T1、T2、T3在真空条件下的能隙分别为3.54eV、3.69eV、3.64eV,在溶剂条件下的能隙分别为3.47eV、3.68eV、3.62eV,相较于真空条件,THF条件下的HOMO轨道值和LUMO轨道值都有一定程度的减小,从而导致能隙降低。从T1-T3的紫外吸收光谱可以知道它们的吸收峰分别为360nm、362nm、365nm,而可见光的范围波长在380nm~780nm之间,所以这三种空穴传输材料不会与钙钛矿层发生光竞争吸收。这三种空穴传输材料具有较优异的电子性质和光学性质,相信无论从理论还是实验都可以为有机空穴传输材料的研究提供新的方向。