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01.10.2019 | Ausgabe 10/2019

Optical and Quantum Electronics 10/2019

Designing difluoro substituted benzene ring based fullerene free acceptors for small Naphthalene Di-Imide based molecules with DFT approaches

Zeitschrift:
Optical and Quantum Electronics > Ausgabe 10/2019
Autoren:
Usman Ali, Ayesha Javed, Amanullah, Muhammad Shoaib, Muhammad Kashif, Ali Raza, Shi-Bo Cheng, Javed Iqbal
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s11082-019-2047-x) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Herein current research work, we designed four new acceptor materials for small solar cell molecules with Naphthalene Di-Imide central unit by employing the wB97xd/6-31 G (d,p) and TD-wB97xd/6-31 G (d,p) level of density functional theories. Absorption properties of designed materials are excellent between the 400 nm to 510 nm with chloroform solvent and 340 nm to 490 nm in gas phase, small reorganization energy values 0.0163–0.0172 eV for electron (λe) and 0.0205–0.0257 eV for hole transfer (λh), large expected open circuit voltages (Voc) from 3.60 to 4.53 eV with respect to [6, 6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM), high dipole moment strength ranging from 4.0199 to 8.9647 Debye in excited state and 3.3847 Debye to 7.2632 Debye in ground state which are very helpful for the further construction of organic solar cell (OSC) devices with improved and better power conversion efficiencies (PCEs).

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