三苯胺类染料用于染料敏化太阳能电池光敏剂的理论研究

杨振清^1,2，郑文文²，王迪²，白晓慧²，邵长金²，曹达鹏¹

1. 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室2. 中国石油大学(北京)理学院重质油国家重点实验室

摘 要：为了揭示三苯胺分子为敏化剂的染料敏化太阳能电池（DSSCs）的物理机制,采用含时密度泛函理论（TDDFT）方法计算了三苯胺染料分子1、2、3的紫外-可见吸收光谱和能级结构。结果表明,在电子给体和电子受体不变的情况下,改变π桥结构将明显改变染料的光谱性质。分子3的紫外-可见吸收光谱比分子1、2的吸收光谱有明显的红移。分子2、3的摩尔吸光系数也明显高于分子1的摩尔吸光系数,因此具有更高的捕获太阳光的能力。计算结果还表明,有机染料的合成需要综合考虑染料的吸收光谱特性、染料能级与半导体电极电位及氧化还原电解液电位的匹配及电子注入等内在因素,从而提高DSSCs的能量转化效率。

关键词：密度泛函理论;含时密度泛函理论;三苯胺染料;紫外-可见吸收光谱;能级;