多枝状染料分子结构和光电性能的关系

发布时间：2021-01-20 13:37

　　随着化石燃料的不断减少和能源危机的爆发,这促使人们去寻找一些可再生无污染的能源。太阳能成为有效的化石能源替代者,并且受到广泛关注。在众多太阳能电池中,染料敏化太阳能电池（DSSCs）作为第三代太阳能电池是一类非常有前景的能源材料,其成本较低,制作过程简易,环境友好。染料敏化剂是DSSCs的核心,其作用就是吸收光子然后将电子注入到半导体导带中,所以染料的性能直接影响着电池的光电转换效率。目前,多吡啶钌染料敏化的DSSCs光电转换效率已达到13%。尽管此类电池具有较高的效率,但是由于金属资源短缺限制了大规模生产。所以对于无金属DSSCs的研究有着重要意义。本文工作主要分为两部分;第一部分,利用DFT和TD-DFT对三个三苯胺类分子的光电性能进行了计算。结果显示随着分子结构的增加LUMO能级和能隙减小,TPA（DPP-P）2表现出较大的红移并且具有较大的开路电压。随着结构的增加电离能减小亲和能增加。TPA（DPP-P）2具有较小的电子重组能和空穴重组能,所以TPA（DPD-P）2表现出较好的空穴传输能力。在原始分子上的基础上设计了四个分子分别为TPA-DPP-1,TPA-DPP-2,TPA（... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 多枝受体染料敏化剂研究进展
    1.3 染料敏化太阳能电池的结构和工作原理
        1.3.1 染料敏化太阳能电池的结构
        1.3.2 染料敏化太阳能电池的工作原理
    1.4 本文研究的目的和内容
2 量子化学方法
    2.1 密度泛函理论
    2.2 含时密度泛函理论
3 三苯胺类多枝染料分子光电性能的研究
    3.1 前言
    3.2 计算方法
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 染料分子的基态几何结构
        3.3.2 染料分子的能级和能隙
        3.3.3 染料分子的电离能,亲和能以及重组能
        3.3.4 染料分子的吸收光谱
        3.3.5 分子设计
    3.4 本章小结
4 不同π桥对吩噻嗪类染料光电性能的影响
    4.1 前言
    4.2 计算细节
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 双给体染料的基态几何结构
        4.3.2 双给体染料的能级和能隙
        4.3.3 双给体染料的分子表面静电势
        4.3.4 双给体染料的吸收光谱
        4.3.5 双给体染料的电离能,亲和能以及相应的化学参数
        4.3.6 影响DSSCs光电性能的重要参数
        4.3.7 双给体染料的发射性能
        4.3.8 双给体染料吸附二氧化钛
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]雾霾之PM2.5的来源、成分、形成及危害[J]. 程春英,尹学博.  大学化学. 2014(05)
[2]雾霾污染与人体健康[J]. 陈仁杰,阚海东.  自然杂志. 2013(05)



本文编号：2989143