研究DSSC中异质界面电子转移机制是提升DSSC光电转化效率的根本出发点。本项目以过渡金属钌配合物染料为出发点,研究DSSC中染料分子与TiO2纳米晶之间异质界面电子转移动力学机制,从根本上探究提升DSSC效率的可能方案。综合应用量子力学,分子动力学等计算化学手段,从理论层面揭示复杂体系的电子结构、激发态寿命、载流子迁移率、电子入射时间以及电子重组等与DSSC光电转化效率之间的制约关系。结合环境因素的考量,建立数学模型,以期在分子水平设计出更有利于光吸收、电子注入和传输的DSSC,为DSSC最终走向实用化奠定坚实的基础。以自身CUDA编程为基础,结合本课题组在过渡金属激发态电子结构性质、光敏染料与半导体之间电荷转移过程的量子理论研究的经验积累,逐步将GAMESS-US和NAMD中的耗时模块代码替换为CUDA代码,实现CPU/GPU混合编程,加速计算,预期可以降低实验开发成本并缩短实验周期。
英文主题词DFT;DSSC;excited state;charge transfer;