مطالعه نظری برخی مشتقات سیکلوپنتنی و سیکلوهگزنی نانوفولرن های C60 و C20 به عنوان گیرنده الکترون برای پلیمر پلی هگزیل تیوفن (P3HT) در سلول های فتوولتائیک آلی

سلول های فتوولتاییک آلی (OPV) دارای یک بخش فعال هستند که از دو قسمت دهنده و گیرنده الکترون ساخته شده است. در این کار، بسپار پلی هگزیل تیوفن (P3HT) به عنوان دهنده و برخی مشتقات سیکلوپنتنی و سیکلوهگزنی نانوفولرن های C60 و C20 به عنوان گیرنده الکترون در نظر گرفته شده اند که با استفاده از نرم افزار گوسین 09 و به روش نظریه تابعی چگالی (DFT) در سطح نظری B3LYP/6-31G (d, p) مورد بررسی قرار گرفتند. پس از بهینه سازی مولکول های مورد نظر، با بررسی سهم اوربیتال های s و p و همچنین، انرژی رزونانس انتقال  π→π* مولکول ها، برخی توصیفگرهای کوانتومی مانند انرژی هومو (EHOMO) و لومو (ELUMO)، گاف انرژی (Eg)، پتانسیل شیمیایی (μ)، سختی شیمیایی (η)، الکتروفیلیسیتی (ω) و ماکزیمم انتقال بار (∆Nmax) محاسبه شد. مقدار ولتاژ مدار باز (Voc) که یکی از مهمترین پارامترهای نشان دهنده بازده یک سلول خورشیدی (η) است، برای مولکول های مورد مطالعه به کمک نتایج حاصل از خروجی های گوسین به دست آمد. نتایج نشان می دهد که مشتقات سیکلوپنتنی و سیکلوهگزنی نانوفولرن های C60 و C20 می توانند به عنوان گیرنده در سلول های فتوولتاییک کارآیی مطلوبی داشته باشند، لیکن استفاده از مشتقات سیکلوپنتنی در سلول های خورشیدی بازده بیشتری نسبت به مشتقات سیکلوهگزنی خواهند داشت.