烷基链影响染料敏化太阳能电池中钌染料的理论研究

【摘要】：通过密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)和依时密度泛函理论(Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT),研究了染料分子结构中烷基链对染料敏化太阳能电池短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)的影响.通过计算孤立染料的激发态电子注入TiO2导带的驱动力(ΔGinject)和光捕获效率(LHE),分析了烷基链对Jsc的影响.引入一个简单的TiO2吸附模型来模拟染料与TiO2之间的相互作用,并计算了影响Voc的垂直偶极矩和激发态时TiO2上的电荷转移量.结果表明,Jsc和Voc随烷基链的增长而增大(从1增大到13),而Voc在链长为13时开始减小.计算结果和实验结果相吻合,表明该计算模型可有效运用于钌系染料的理论分析,并可为设计高性能染料提供参考. 【作者单位】： 浙江大学化学系;
【关键词】： 钌染料 烷基链 DFT/TD-DFT 理论表征 染料敏化太阳能电池
【基金】：国家自然科学基金资助项目(21074115)
【分类号】：TM914.4
【正文快照】： 0引言在过去的20多年里,染料敏化太阳能电池(DSSCs)因具有结构简单、成本低廉以及环境友好等特点,吸引了世界各国研究者的关注[1-5].DSSCs中用于吸收光的染料敏化剂对电池的光电转换效率影响很大.联吡啶钌染料(例如N3和N719)由于具有较高的光电转换效率和优于纯有机染料的热稳

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