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用于染料敏化太阳能电池（DSSC）的N719衍生物：一项理论研究

DOI：10.1021/acs.jpca.9b09024 期刊：The Journal of Physical Chemistry A 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本研究的主要目标是运用密度泛函理论（DFT）分析化学修饰对N719衍生物电子结构的影响，以评估其在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用。紫外-可见光谱表明，电子构型对于研究太阳辐射吸收及分析电子传输层（ETL）、电解质与染料间的电荷传输机制至关重要?？遣阌氡湛遣愕缱庸剐陀肴玖系奈漳芗凹し⒛芟喙亍８荼狙芯拷峁?，可确定N719、N719-2、N719-7和N719-8（中性及双阴离子态）是最佳候选材料——其带隙特性及与ETL的能带排列有助于太阳能器件工作时实现高效电荷传输。本研究还报道了所有体系的光捕获效率（LHE），该参数通过提升载流子生成量可改善器件性能。这些结果可为这些敏化剂的化学修饰实验研究提供指导。
作者： Karina Portillo-Cortez，Ana Martínez，Ateet Dutt，G. Santana Rodríguez
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用密度泛函理论（DFT）分析化学修饰对N719衍生物电子结构的影响，以研究其在染料敏化太阳能电池（DSSC）中的应用。

研究成果

分析了化学修饰对N719衍生物特性的影响。紫外-可见吸收光谱表明，电子构型对于分析吸收和电荷传输机制以及器件性能至关重要。开壳层和闭壳层电子构型决定了吸收和激发能。与其他配体相比，CN、NCS及其组合配体更为有效，因为它们补充了染料在太阳能电池应用中的主要特性，如吸收、电荷传输机制和再生速率。

研究不足

该研究是理论性的，未考虑设备结构等可能影响染料敏化太阳能电池性能的外部因素。由钌元素存在产生的自旋轨道耦合（SOC）效应被认为对紫外-可见吸收光谱结果影响甚微。

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