Energia intermolecolare e trasferimento di elettroni tramite interazione di configurazione non ortogonale

Il trasferimento intermolecolare di elettroni e di energia svolge un ruolo fondamentale nelle celle solari organiche, che presentano vantaggi pratici rispetto alle celle a base di silicio, ma devono ancora recuperare in termini di efficienza.

Questo progetto si concentra sulla comprensione della formazione di portatori di carica attraverso la generazione di eccitoni multipli. Mira a chiarire il meccanismo di separazione del doppio stato di tripletto formato dalla fissione del singoletto ed esplora la possibilità di migliorare la separazione elettrone-buco mediante il decadimento coulombiano intermolecolare.

La nostra interazione di configurazione non ortogonale basata sui frammenti (NOCI-F) offre un modo affidabile per valutare l’accoppiamento elettronico tra gli stati diabatici di un insieme di molecole coinvolte in questi processi. Gli stati elettronici molecolari sono caratterizzati da funzioni d’onda correlate e i loro prodotti antisimmetrici adattati allo spin costituiscono gli insiemi di basi a molti elettroni per la nostra espansione NOCI-F.

NOCI-F è implementato nel codice open source GronOR, massicciamente parallelo e accelerato da GPU, per superare le complicazioni computazionali inerenti all’uso di insiemi di basi a molti elettroni non ortogonali.

Il nostro studio computazionale è destinato a portare a regole di progettazione per materiali con migliori proprietà energetiche e di trasferimento di carica, portando infine a celle solari organiche più efficienti.