《有機材料中熱激子能量弛豫和解離的量子動力學理論》是依託廈門大學，由趙儀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有機材料中熱激子能量弛豫和解離的量子動力學理論
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙儀
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機太陽能電池是很具潛力的新型清潔能源，其內的激子遷移和解離過程是提高轉化效率的關鍵因素，但在理解其機理時存在諸多爭議，尤其是最近在調查熱激子影響轉化效率的問題上，不同實驗的矛盾結果產生了更廣泛爭論；由於缺乏有效理論模型和計算工具，理論化學在揭示其機理時也面臨諸多挑戰。項目擬發展創新性的量子動力學方法並結合電子結構計算從微觀原子層面上來揭示熱激子的產生、遷移及分離及其相關的動力學過程。首先，發展能夠統一處理熱激子相干、擴散和解離過程且適用於電池體系的量子動力學方法來闡明其遷移和解離的競爭機制；其次，深入研究熱激子能量弛豫的動力學過程，並建立能量弛豫與激子解離的關係，調查產生熱激子的雷射中心頻率和脈衝寬度對激子解離的影響，嘗試闡明不同實驗條件下得到矛盾結果的來源；最後，將發展的動力學方法與電子結構計算方法相結合，調查電池中給體、受體分子的構-效關係，為設計高效電池提供理論基礎。
結題摘要
項目旨在發展創新性的量子動力學方法，並結合電子結構計算從微觀原子層面上來揭示熱激子的產生、遷移與分離及其相關的動力學過程。項目按計畫完成了總體目標，尤其在量子動力學方法發展方面取得了重要進展。取得的主要成果為：（1）提出了一個原創性的隨機薛丁格方程級聯方程方法，並將其拓展到線性和二維光譜、平衡關聯函式等的計算；（2）進一步拓展了含時波包擴散方法，並推廣用於研究有機聚集體中單線態裂變過程； （3）將發展的動力學方法與電子結構計算方法相結合，提供了一套研究具體體系的計算方法和程式。本項目所發展的理論計算方法以及在有機材料中的研究得到了國際同行的認可，如美國哈佛大學和日本分子科學研究所理論化學課題組都已採用我們發展的方法研究複雜有機分子體系中的能量和電荷轉移量子動力學過程，項目負責人也多次受邀參加相關學術會議。在該課題支持下共發表學術論文17篇和一些學術會議論文，共支持14位研究人員，包括12位研究生進行科研工作。
