含中氮茚有机太阳能电池染料敏化剂的分子设计.pdf

《含中氮茚有机太阳能电池染料敏化剂的分子设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao11504ActaP纫．一Chim．Sin．2015，31(8)，1504—1512August[Article]doi：l0．3866／PKU．WHXB2015052llwww．whxb．pku．edu．cn含中氮茚有机太阳能电池染料敏化剂的分子设计侯丽梅温智李银祥胡华友阚玉和。，苏忠民。一(延边大学理学院化学系，吉林延吉133002；。江苏省低维材料化学重点建设实验室，淮阴师范学院化学化工学院，江苏淮安223300；东北师范大学化学学院，功能材料化学研究所，长春13

2、0024)摘要：采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD．DFT)方法研究了9个新的中氮茚【3，4，5．ab]异吲哚(INI)为给体的染料敏化剂性质．对影响电池效率的光捕获效率、电子注入、染料再生和电荷复合等重要因素与D5~D9染料进行了对比．计算表明，设计的INI系列敏化剂在440—500nm内有最大吸收峰，表现出明显的电荷分离特征，INI2具有比D9染料更高的最大理论短路电流．Fukui反应指数计算指出INI2的亲核加成最易实现．染料分子在二氧化钛(101)面吸附计算表明，染料INI2以间接注入途径实

3、现电子注入．综合计算结果，中氮茚INI染料有希望作为性能优良的染料敏化剂而得到应用．关键词：中氮茚[3，4，5一ab]异吲哚：染料敏化太阳能电池：电子吸收光谱；光捕获效率；密度泛函理论含时密度泛函理论中图分类号：O641MolecularDesignofIndolizineDerivativeasSensitizersforOrganicDye·SensitizedSolarCellsHOULi—Mei’，WENZhi-。LlYin—XiangHUHua．YouKANYu．He，。，SUZhong—Min’，。，(

4、DepartmentofChemistry,SchoolofScienceandEngineering,YanbianUniversity，Yanji133002．JilinProvince,PR．China；2JiangsuProvinceKeyLaboratoryfo，ChembctryofLow-DimensionalMaterials，SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HuaiyinNormalUniversity,Huai"an223300,JiangsuPr

5、ovince．P．R．China；3InstituteofFunctionalMaterialChemistry,FacultyofChemistry,NortheastNormalUniversity,Changchun130024，P．R．China)Abstract：NinenewD一丌一Ametal—freesensitizersINI1一INI9withindolizino【3,4，5。ab】isoindole(INI)aselectronicdonorwereinvestigatedusingthede

6、nsityfunctionaltheory(DFT)andtime·dependentDFTcalculations．ComparedtoD5andD9，somemajorfactorsafectingtheperformanceofthecell，includinglightharvesting，electroninjection，dyeregeneration，andchargerecombinationaretakenintoconsideration．Calculationsshowthatthesenov

7、elINI-basedsensitizershaveanabsorptionmaximumat440——500amwhenrrconjugatedbridgeattachedatdifferentpositionofaromaticringandanexcellentchargeseparationcharacters．INI2showsbetterperformancethanthatofD9duetothetheoreticalmaximumshort—circuitcurrentdensityof13．26m

8、A·cm一．Fortunately．condensedFukuifunctioncalculationsuggestedthattheINI2beeasiesttoobtainduetoalargestnucleophiIicindexat2positionoflNIaromaticring．Basedonthecalculationsofdyesadsor