- Enhancing Optical and Optoelectronic Characteristics of Non-fused Ring Containing Electron

Acceptors for Efficient Organic Photovoltaics

 - H. Naz, M. Hussain, M. Adnan,* R. Hussain,* Z. Irshad, H. Darwish, U. Farooq, J. Yaqoob, J. Lim*

 - Journal of Physical Chemistry C, 2025, 129(26), 12204-12223 (IF: 3.2)

 - 2025. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c03016

본 연구에서는 유기태양전지 개발을 위해 8개의 Nonfused ring electron acceptors (NFREA) 분자를 개발했습니다. 개발된 NFREA 분자들은 reference molecule (C)을 기반으로 ethynylene linkers, alkoxy-phenyl central cores 및 다양한 작용기를 가지며, advanced quantum chemical simulation을 활용한 이론적 분석을 통해 C1-C8 NFREA 분자들의 구조-특성 관계와 광학, 전기, 광전자 및 광전 특성을 심층적으로 이해하고 기준 분자 C와의 비교를 진행했습니다. 연구 결과, C1-C8 NFREA는 기준 C 분자에 비해 우수한 광학 흡수, 에너지 밴드갭 감소, 향상된 전기광학적 특성을 보이는 것으로 나타났으며, 새로 개발된 (C1-C8) 계열의 정전기 전위, 상태 밀도, 전이 밀도 행렬, 이온화 전위 및 전자 친화도 분석과 기준 C 분자의 분석 간에 강한 일관성이 관찰되었습니다. 또한 electron density difference mapping을 통해 excitation 과정에서 donor와 acceptor 분자 사이 전자의 공간적 이동을 시각화 하는 것이 가능해졌고, 이를 통해 PTB7-Th:C4 complex가 donor-acceptor interface에서 더 나은 전하 이동 과정을 보인다는 것을 입증했습니다. 이러한 결과는 유기 태양전지 성능에 필수적인 전하 분리 및 재결합 과정에 관련된 정보를 제공하며, 설계된 NFREA 시리즈(C1-C8)는 향후 유기 태양전지 개발을 위한 유망한 후보로 간주될 수 있습니다.