D-π-A-A型有机小分子染料敏化剂的理论研究

发布时间：2020-04-18 20:02

【摘要】：为了拓宽染料分子的光谱响应范围,降低最低位占用轨道与最高占用轨道之间的能级差值,现以SD2染料分子的电子给体和电子受体为基本框架,将其原来的吲哚单元和噻吩单元分别用四种共轭π桥(标记为A,B,C,D)和四种辅助电子受体(标记为1,2,3,4)替换。为了尽可能全面的表征新设计的16种染料分子在DSSC中的相关性能,前线分子轨道能级,电子吸收光谱,自然键轨道分析,分子内电荷转移,电荷及空穴的重组能,短路电流密度和开路电压的相关参数通过量子化学的方法被一一计算出来。根据这些相关物理量的计算结果并结合这些染料分子在上述方面的表现,在这16个新设计的染料分子中挑选出9个染料分子再将其与二氧化钛结合,通过计算这9种配合物的几何构型,前线轨道分布,电子的垂直激发能,在三氯甲烷溶液中的电子吸收光谱以及在激发过程中的轨道跃迁占比。计算结果表明,在接钛簇和不接钛簇前后,标号为C-2和C-4的染料分子在电荷转移光谱响应范围与其他染料分子相比,在电荷转移的光谱响应上具有比较好的表现,有成为DSSC中染料敏化剂的潜力。
【图文】：

图 1.1 染料敏化太阳能电池设备的组成中与电源正极相连的电极。通常是 TiO2收太阳光的辐射，从而受到激发产生电性能敏化剂应通过形成酯键，螯合成键带隙的半导体表面、有富电子的强大给件下具有良好的化学稳定性。 DSSC 中，电解质通过氧化还原反应从，完成染料分子的重生。用是快速的收集从外电路中传输回来的阳能电池的工作原理过程中，主要发生了以下过程，，如图 1

图 1.1 染料敏化太阳能电池设备的组成：装置中与电源正极相连的电极。通常是 TiO2薄膜nO。剂：吸收太阳光的辐射，从而受到激发产生电子并传C 中高性能敏化剂应通过形成酯键，螯合成键或者是附在宽带隙的半导体表面、有富电子的强大给体和缺光照条件下具有良好的化学稳定性。液：在 DSSC 中，电解质通过氧化还原反应从电极接正离子，完成染料分子的重生。要作用是快速的收集从外电路中传输回来的电子并化太阳能电池的工作原理的工作过程中，主要发生了以下过程，如图 1.2 所示
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ610.1

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本文编号：2632481