CAJ | 학술논문

使用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)以及自然键轨道(NBO)分析,设计比有机染料D5更优秀的用于染料敏化太阳能电池(DSSC)的D5同类物分子.在D5骨架的给电子基团上对称地引入给电子基(-OH,-NH2,-OCH3),既可以使分子的最低未占据分子轨道(LUMO)能级提高,又可以使吸收光谱红移,从而既提高染料分子捕获太阳辐射光子的能力,又提高由染料分子的激发态向TiO2电极注入电子的驱动力.在D5分子的骨架上,对称地引入受电子基(-CF3,-F,-CN),可以使染料分子的吸收光谱强烈地红移,从而更有效地利用太阳能.由LUMO能级的提高和吸收光谱的红移来考虑,所设计的D516,D536,D537分子是比D5优秀的同类物分子,其中D516是最好的.单从吸收光谱红移来考虑,所设计的D565,D567,D568分子是比D5优秀的同类物分子,其中D565的吸收光谱有望与太阳辐射光谱更好地匹配.挑选出来的这6种D5同类物分子都是D-π-A(电子给体-共轭π桥-电子受体)结构.这几种分子的光激发引起的最高占据分子轨道(HOMOs)到LUMOs的跃迁是π-π*跃迁,是分子内电荷转移,吸收光谱是电子吸收光谱,位于近紫外.可见光区.D516和D565有望成为比D5更优秀的用于DSSC的非金属有机染料分子.
사용밀도범함이론(DFT)화함시밀도범함이론(TDDFT)이급자연건궤도(NBO)분석,설계비유궤염료D5경우수적용우염료민화태양능전지(DSSC)적D5동류물분자.재D5골가적급전자기단상대칭지인입급전자기(-OH,-NH2,-OCH3),기가이사분자적최저미점거분자궤도(LUMO)능급제고,우가이사흡수광보홍이,종이기제고염료분자포획태양복사광자적능력,우제고유염료분자적격발태향TiO2전겁주입전자적구동력.재D5분자적골가상,대칭지인입수전자기(-CF3,-F,-CN),가이사염료분자적흡수광보강렬지홍이,종이경유효지이용태양능.유LUMO능급적제고화흡수광보적홍이래고필,소설계적D516,D536,D537분자시비D5우수적동류물분자,기중D516시최호적.단종흡수광보홍이래고필,소설계적D565,D567,D568분자시비D5우수적동류물분자,기중D565적흡수광보유망여태양복사광보경호지필배.도선출래적저6충D5동류물분자도시D-π-A(전자급체-공액π교-전자수체)결구.저궤충분자적광격발인기적최고점거분자궤도(HOMOs)도LUMOs적약천시π-π*약천,시분자내전하전이,흡수광보시전자흡수광보,위우근자외.가견광구.D516화D565유망성위비D5경우수적용우DSSC적비금속유궤염료분자.