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基于吲哚啉和苯并噻唑的方酸菁染料敏化太阳能电池:含双取代磺酸基团的合成、表征及电池性能
摘要: 两种新型对称方酸菁染料敏化剂(SQTHZ和SQIND)以苯并噻唑和吲哚啉基团作为强给电子单元向TiO?纳米颗粒注入电子,被测试用于染料敏化太阳能电池(DSSC)。理论计算与吸收结果表明,SQTHZ的LUMO轨道电子密度在整个发色团上离域分布,导致该敏化剂与TiO?导带间产生强电子耦合。此外,含双-SO??侧基的长烷基链可抑制复合反应并减少染料聚集。值得注意的是,与SQIND相比,SQTHZ在更长波长处展现出紫外-可见及近红外吸收特性。这种结构特征及光学性质使染料敏化太阳能电池效率显著提升,其综合光伏性能(η=3.31%,Jsc=7.65 mA/cm2,Voc=0.59 V,ff=0.71,674 nm处IPCE=47%)均优于SQIND。
关键词: 光电化学性质、密度泛函理论、染料敏化太阳能电池、对称方酸菁染料
更新于2025-11-19 16:46:39
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方酸菁染料双羧基对染料敏化太阳能电池效率的影响
摘要: 合成了含双羧基的对称方酸菁染料(SQIND1),并与非官能化类似物(SQIND2)进行了光致电化学性能对比研究。实验结果表明,SQIND1敏化剂中锚定羧基的引入使其与TiO2纳米颗粒形成更紧密接触,增加了从SQIND1向半导体转移的载流子数量。理论计算和吸收光谱显示,SQIND1的LUMO电子密度在整个发色团上离域分布,导致SQIND1敏化剂与TiO2导带间产生强电子耦合,从而使染料敏化太阳能电池效率较SQIND2显著提升。因此SQIND1敏化体系展现出更优异的光伏性能。尽管SQIND1不含任何连接基团,但其仍能高效敏化多孔TiO2,在紫外-可见及近红外区(波长延伸至800 nm)表现出卓越性能参数:光电转换效率η达3.3%,短路电流密度Jsc为7.6 mA/cm2,开路电压Voc为0.59 V,填充因子FF为0.73。
关键词: 循环伏安法、染料敏化太阳能电池、对称方酸菁染料、光电化学性质、密度泛函理论
更新于2025-09-12 10:27:22