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新型四硫富瓦烯-三苯胺类光敏染料理论研究
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]电子科技大学微电子与固体电子学院,电子薄膜与集成器件国家重点实验室,国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心,成都610054, [2]中车株洲电力机车研究所有限公司,湖南株洲412001, [3]兰州大学化学化工学院,功能有机分子化学国家重点实验室,兰州730000
  • 相关基金:国家自然科学基金(21572030,21272033,21402023)资助项目
中文摘要:

在简单结构的D-π-A三苯胺光敏染料(YD1)中引入不同数量的四硫富瓦烯(TTF)单元作为次级电子给体以增强有机光敏染料的给电子能力,设计了两个结构分别为D-D-π-A (YD2)以及2D-D-π-A (YD3)的光敏染料分子,并且采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)分别模拟计算了纯光敏剂分子及其吸附二氧化钛团簇后的几何构型、电子结构以及光物理性能。采用周期性密度泛函理论模拟计算光敏染料分子在二氧化钛(101)面吸附的表面形貌以及态密度(DOS)。计算结果表明,TTF单元的引入不仅可以有效减少光敏染料分子的团聚,还可以提升其吸收性能。此外,光吸收效率(LHE)、电子注入驱动力(ΔGinject)以及DOS的计算结果显示,YD2和YD3理论上可以呈现出比YD1更高的短路电流密度(Jsc)以及开路电压(Voc)。因此,通过本文的理论研究表明,TTF单元可以作为有机光敏染料中的次级电子给体来改善光敏染料的性能。

英文摘要:

Two novel sensitizers with D-D-π-A (YD2) and 2D-D-π-A (YD3) structures were designed by introducing different numbers of tetrathiafulvalene (-FIF) unit as the auxiliary electron donor based on the simple D-π-A triphenylamine sensitizer (YD1) to enhance the electron donating ability. The geometries, electronic structures, and optical properties of YD1-3 before and after binding to TiO2 clusters were investigated. Owing to introduction of TTF unit, YD2 and YD3 show larger steric hindrance and a narrower band gap than YD1. Moreover, the estimated light-harvesting efficiency (LHE), injection driving force (△G^inject) values, and density of states (DOS) calculations indicate that YD2 and YD3 should show higher short-circuit photocurrent density (Jsc) and open-circuit photovoltage (V∝) than YD1 with the presence of TTF unit. All of the results indicate that "FFF unit can be used as an auxiliary electron donor in organic sensitizers to improve their photovoltaic properties.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781