导读:本文包含了敏化剂论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:染料,卟啉,密度,量子,聚集体,光电,激发态。
敏化剂论文文献综述
张泽敏,杨建发,谭凤玉,赵丹,李松[1]（2019）在《π-桥中引入噻吩对D—A型染料敏化剂光电性质的影响》一文中研究指出基于D-π-A型染料ND,在π-桥中引入噻吩基团以增长分子共轭链,设计出ND2T和ND4T两个染料分子。通过密度泛函理论研究噻吩基团引入到染料分子π-桥中对染料本身光电性质的影响。计算结果表明,引入噻吩基团可以缩短染料分子HOMO与LUMO之间的能隙。重要的是,π-桥中引入并噻吩基团形成的ND4T分子表现出最大红移和最强的光谱吸收,这将有利于提高该染料分子运用在染料敏化太阳能电池中的光伏性能。(本文来源于《山东化工》期刊2019年13期）
李平[2]（2019）在《有机染料敏化剂的理论研究及分子设计》一文中研究指出自1991年染料敏化太阳能电池(DSSC)被首次报道以来,由于其高的性价比、简单的制备工艺及环境友好性等优势,被认为是一种非常有前景的利用太阳能的手段。DSSC的基本原理不同于传统的基于p-n结型的太阳能电池,而是利用分子敏化剂通过光敏化宽带隙的氧化物半导体的概念实现的。这里敏化剂对电池性能起到至关重要的作用,主要负责光子的捕获,激子形成及分离过程。人们投入大量的努力去发展高效的敏化剂。迄今为止,光电转换效率(PCE)比较高的如含金属的钌(Ru)的多吡啶化合物和锌(Zn)卟啉染料,已经超过11%,但由于Ru化合物有金属毒性且纯化过程复杂,Zn化合物合成过程复杂且产率较低限制了金属配合物敏化染料在DSSC的大规模应用。不含金属的有机染料由于高的摩尔吸光系数、易调节的光学性质及灵活的分子设计等优点近年来获得了人们的青睐,其PCE已超过13%,但其仍低于传统硅基太阳能电池的效率。因而发展新型高效有机染料仍是提高DSSC效率的关键,是具有挑战性的课题。高性能的有机染料大都基于给体-π桥-受体(D-π-A)结构,其中叁个构筑基元(D、π和A)的组合提供了分子设计的灵活性。应用第一性原理的理论计算可以提前理解不同官能团对材料性质的影响,预测所设计分子的电子性质,是筛选潜在高性能染料的一种合理且有效的方法。本论文基于量子化学基本理论及方法,以D-π-A型染料为研究对象,分别研究不同构筑基团(D、π和A)对染料电子性质的影响,从微观角度建立结构与性能的关系。同时运用高通量计算筛选方法为设计分子提供理论指导。研究内容包括以下四个部分:第一部分(给体(D)的研究):我们对吩恶嗪(POZ)类有机染料进行了系统的理论研究,对不同染料表现出显着差异的光电转换性能进行了合理解释。理论计算结果表明:具有延长π桥、在POZ的7位引入N-苯基咔唑取代基及噻吩连接的双吸附基团的染料可能是应用于DSSC中潜在的候选分子。我们希望此计算能够对POZ类染料的结构-性质关系提供更深入的理解,并为设计和筛选高性能的POZ类分子提供理论指导。第二部分(π桥的研究):我们运用量子化学计算方法对一类包含富电子基团和缺电子基团稠合而成的刚性π桥的D-π-A染料进行了研究。理论计算结果表明:包含缺电子基团和富电子基团的π桥可以提高光捕获能力,调节前线轨道能级,通过降低π体系的芳香性及破坏多个可能的电子传输路径的相干性来促进分子内电荷转移,和提供远离界面的作用位点降低电子复合程度。这种具有不同电子特性构筑基元的组合提供了设计新型π桥及开发高性能染料的有效方法。第三部分(π桥的研究):我们进行了系统的理论研究以阐明辅助受体(A′)对D-A′-π-A型染料电子性质的影响。我们考虑了含有大量染料(380)的数据库以期获得可靠的结论。计算结果表明:辅助受体(A′)的轨道能级对分子轨道能级有重要影响,这种轨道能级的变化趋势可通过染料轨道成分的变化来反映。随着A′的LUMO能级升高,大多D-A′-π-A型染料表现出蓝移的光谱性质。π桥的改变对染料HOMO-LUMO能级、分子轨道组成、最大吸收波长及振子强度等性质的调节作用是高度系统性和可预测的。由于考虑了大量数据集,我们的结论可应用于特定数据集之外以预测染料的电子结构如何因改变π桥或A′发生变化。更一般地,类似分析也可合理地解释由片段库构筑的任何低带隙分子材料的变化。第四部分(受体(A)的研究):我们以典型的D-π-A型染料为研究对象,通过剖析染料的几何和电子结构,我们发现额外引入苯环在抑制电子复合过程中的作用是阻挡电子的反向转移及降低吸附基团上的HOMO电子密度分布。但引入的苯环使分子结构扭曲,降低了染料的光捕获能力。通过分子设计,计算结果表明:增强染料的π共轭长度并使其远离吸附基团是一种抑制染料电子复合并增强其光捕获能力的有效方法。该工作深入地理解了染料电子复合速率和电子结构之间的关系,为高性能敏化剂材料的设计提供了理论指导。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
吴月珍[3]（2019）在《二硫富瓦烯敏化剂分子结构与聚集体优化在提高染料敏化太阳能电池中的研究》一文中研究指出与钌染料敏化剂和传统的无机太阳能电池相比,有机染料敏化太阳能电池因其材料来源丰富、合成成本低、分子结构易于修饰、效率高等优点,成为最有应用前景的电池技术之一。在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中,敏化剂的分子结构及其在二氧化钛表面的聚集体形态对电池的性能都有很大的影响。本论文中,为了获得最佳的电池性能,通过π-桥以及电子受体结构的选择对染料光捕获能力和聚集体的形态进行了调控,并对它们在DSSCs中的应用进行了研究。其中,通过π-桥不同调控了染料分子张角,以氰乙酸作为受体制备的染料,优化聚集体形态后,获得了9.04%的电池效率;以吡啶为受体的染料体系中,通过π-桥上拉电子基团和一个分子中形成双光捕获单元的构建,对染料的光捕获能力进行了优化,获得了6.56%的电池效率。具体内容如下:1.分别以噻吩和吩恶嗪为π-桥,合成了以二硫富瓦烯为给电子基团、氰乙酸为拉电子基团的有机染料DTF-C5和DTF-C6。其中,DTF-C5分子结构中的给体单元与受体单元之间的张角达到150.61°,由于分子接近线型,在不加共吸附剂脱氧鹅胆酸(CDCA)的情况下,该分子在TiO_2表面倾向于形成致密的J-聚集体,从而使其短路电流密度(J_(sc))达到14.92 mA cm~(-2),功率转换效率(PCE)达到7.39%;而π-桥为吩恶嗪的染料DTF-C6分子结构由于张角减小为120.61°,分子接近V形,该分子需要与CDCA共吸附以填充TiO_2表面染料聚集体之间的空位,从而改善电池的J_(sc)和V_(oc),与未共吸附CDCA相比,电池效率从5.50%显着提高到9.04%。2.为了研究π-桥电子结构对吡啶类二硫富瓦烯电池性能的影响,我们分别以富电子基团噻吩衍生物为π-桥以及在π-桥上引入缺电子基团恶二唑,合成了以二硫富瓦烯为给电子基团、吡啶为拉电子基团的有机染料DTFPy5和DTFPy6。结果表明,由于π-桥上缺电子基团恶二唑的引入,敏化剂DTFPy6较DTFPy5的光捕获能力提高。不使用共吸附剂CDCA的情况下,以DTFPy6制备的DSSCs电池效率达到4.99%,较DTFPy5基电池效率(3.73%)高出33.8%。3.为了进一步提升吡啶基二硫富瓦烯敏化剂的电池效率,我们通过反应合成了DTFPy5和DTFPy6及对应的二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6。结果表明,二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6比对应单体的光捕获范围变宽且摩尔消光系数增高。二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6制备的DSSCs的电池效率分别达到6.56%和5.80%,与它们对应单体制备电池效率相比,得到大幅度提高。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）
王伟,薛炜楠,王元,李艳[4]（2019）在《在介孔TiO_2膜内高密度负载量子点敏化剂的新方法》一文中研究指出量子点敏化太阳能电池(QDSC)是一类以半导体纳米晶作为光捕获材料的敏化构型太阳电池。提高太阳光利用效率是制备高光电转换效率QDSC的根本途径,同时也是该类电池发展所面临的技术瓶颈。针对这一科学问题,我们提出将具有光电特性优势互补的不同种类预合成量子点敏化剂,通过表面配体诱导自组装策略负载在TiO2多孔膜内制备多组分量子点共敏化光阳极,利用不同量子点间的协同效应来改善对太阳光的利用效率,从而提高QDSC光伏性能(Adv. Mater. 2018, 30, 1705746)~([1])。在此工作基础上,近期,我们继而构建一种更为简便有效的在介孔TiO2膜内高密度负载量子点敏化剂的新方法~([2])。利用阳离子表面活性剂处理预先沉积量子点的TiO2膜,改变其表面电位,并在该预沉积膜内再次引入量子点。这种采用阳离子表面活性剂辅助的"简单二次沉积"方法,不仅实现量子点在光阳极膜内的高密度负载,而且使预先合成的各种高质量胶体量子点负载在同一光阳极膜上成为可能。基于Zn-Cu-In-Se量子点敏化剂,实现组装的QDSC光电流密度超过27 mA/cm~2,结合Cu_2S/铜片对电极获得了10.26%的认证效率;采用MC/Ti对电极获得了最高13.50%的光电转换效率。该方法的建立大大提高了量子点光捕获剂在光阳极内的负载量,为构筑高效全固态QDSC打下了坚实的基础。(本文来源于《第六届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会论文集》期刊2019-05-25）
吴启晓,赵谡玲,徐征,宋丹丹,乔泊[5]（2019）在《高浓度敏化剂掺杂的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米材料的合成及发光性能研究》一文中研究指出为了探究泵浦功率对不同浓度敏化剂离子掺杂的上转换材料发光特性的影响,采用溶剂热法,成功制备了不同浓度敏化剂Yb~(3+)掺杂的NaYF_4∶Yb~(3+), Er~(3+)上转换纳米颗粒。首先对这种纳米晶体的结构和形貌进行了详细的分析,使用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜测试了制备的纳米晶体的结构和形貌。表征结果证明了制备的纳米颗粒均为结晶性良好、形状规则的六方相纳米晶体,随着Yb~(3+)掺杂浓度的提高,纳米晶体的粒径有所增加。在此基础上,通过控制泵浦功率对不同浓度敏化剂Yb~(3+)掺杂的NaYF_4∶Yb~(3+), Er~(3+)上转换纳米颗粒在980 nm激发光下的光致发光特性做了详细的研究。对于不同浓度敏化剂掺杂的样品,随着泵浦功率的提高,上转换发光的强度增强,这可以归因于高泵浦功率促进材料对激发光的吸收。上转换发光的红绿比也得到了提高,值得注意的是,在不同浓度敏化剂Yb~(3+)掺杂的样品中,发光的红绿比改变的程度和可调谐的范围有所不同。为了深入的了解上转换发光机制,对不同浓度样品中可能发生的电子能量传递机制进行了讨论并提出假设,认为上转换发光过程中,不同浓度样品中红绿比变化程度的不同是发光离子组合之间的平均距离和包括多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递的非弛豫过程的综合作用。在低浓度敏化剂掺杂的样品中,由于掺杂浓度导致Yb~(3+)和Er~(3+)之间的平均距离较大,反向能量传递过程比较微弱。在非弛豫过程中,发生在同一发光中心Er~(3+)上的多声子弛豫和相邻发光中心Er~(3+)之间的交叉弛豫为主要过程。随着泵浦功率的提高,高能级的布居速率增加减弱了非辐射弛豫对发光的影响,材料的红绿比只有微弱的提高,绿光是上转换发光中的主要成分。随着掺杂浓度的提高,敏化剂离子Yb~(3+)和激活剂离子Er~(3+)之间的平均间距减小,反向能量传递过程得到增强,成为非辐射弛豫过程中的主要部分。由于泵浦功率增强而提高的高能级对上转换发光的贡献,通过相邻敏化剂和激活剂离子之间的反向能量传递过程得到迅速的衰减,使红光成为上转换发光中的主要成分。在980 nm的近红外光激发下,在不同浓度Yb~(3+)掺杂的样品中存在不同侧重的非辐射弛豫过程,由于多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递共同作用,红绿比随着泵浦功率提高而增加。这种发光特性不但使得我们得到红光性能更好的上转换荧光材料,而且可以通过测定材料的红绿比来判定材料的掺杂浓度。经过进一步的设计和修饰,这种纳米材料很有潜力作为一种多功能光动力治疗纳米平台在生物检测领域中得到应用。不同浓度样品中可能发生的电子能量转移过程的提出,有利于对上转换发光机理的了解和稀土发光离子组合的设计和优化。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2019年05期）
王光英,刘家成,耿志远[6]（2019）在《对称卟啉自组装敏化剂的合成及理论研究》一文中研究指出本文合成了Zn Pi-Zn PA(i=1～3)自组装卟啉,用核磁、质谱进行了相关的表征,并用密度泛函理论(DFT)从理论上研究了其在染料敏化太阳能电池中的光电行为。Zn Pi-Zn PA(i=1～3)的最高占有分子轨道(HOMO)主要分布在冠卟啉,最低非占有分子轨道(LUMO)主要分布在锚定卟啉,这表明它们是良好的敏化剂。(本文来源于《广东化工》期刊2019年08期）
李中源,王小军,薛占山,周志同[7]（2019）在《敏化剂的配制及在乳化炸药制备中的敏化作用》一文中研究指出乳化炸药具有防水、爆速高、猛度大等诸多优点,广泛应用于各种工程爆破,在爆破介质中有水的环境下,乳化炸药的作为更加明显。敏化剂作为乳化炸药制作过程中必不可少的添加剂,起着极其重要的作用。本文通过介绍敏化剂的制备工艺过程以及在乳化炸药生产中的添加比例控制,探讨敏化剂添加量对乳化炸药爆炸性能的影响作用。(本文来源于《内蒙古煤炭经济》期刊2019年04期）
罗婷,徐顺建,邹强,陈乐,吕闰谨[8]（2018）在《紫木槿花天然敏化剂和生物炭对电极组装的染料敏化太阳电池》一文中研究指出以紫木槿花为原料,分别采用乙醇浸提法和单步热解法制备出天然染料和生物炭,将两者分别作为光敏剂和对电极引入染料敏化太阳电池(DSSC)中,在分析紫木槿花天然染料和生物炭的结构特征的基础上,着重探究了器件的光电性能。结果表明:紫木槿花天然染料中主要成分是花青素中的芍药色素、锦葵色素、飞燕草色素及天竺葵色素,仅将其作为光敏剂,器件的转换效率为0. 18%;紫木槿花生物炭是一种多级孔隙结构的玻璃碳,相比于石墨,具有更大的比表面积、更强的电解质扩散能力及更多的催化还原I3-的活性点;仅将其作为对电极应用到DSSC中,转换效率为1. 08%;当同时将紫木槿花天然染料和生物炭引入DSSC其转换效率为0. 13%。(本文来源于《功能材料与器件学报》期刊2018年03期）
魏超[9]（2018）在《微波协同敏化剂+高级氧化降解高盐有机废水中有机物》一文中研究指出水污染问题日趋严重,水资源严重匮乏。氯碱化工、医药、食品加工等行业产生了大量的高盐有机废水,给环境带来了极大的危害。高盐有机废水因为成分复杂,有毒有害物质较多,无机盐浓度较高给废水的循环利用以及零排放带来了极大的困难。国内外常用的处理技术主要有生物法、物理化学法和高级氧化技术等。但是因为盐度高以及含有机物的缘故一直未能得到很好的处理。本论文采用微波协同敏化剂+高级氧化技术处理高盐有机废水中的有机物。首先,通过对比实验,筛选出吸收微波能最强的物质作为敏化剂。而后,进行了Fenton氧化、过硫酸钾(KPS)氧化、NaClO氧化技术去除COD的研究。在此基础上,进行了微波协同叁种氧化技术去除有机物的研究。此外,还研究了微波协同活性炭敏化剂+Fenton和微波协同活性炭敏化剂+KPS对COD的去除作用,并系统研究了微波功率、辐照时间、药剂投加量和溶液的初始pH等参数对COD去除率的影响。最后,还对微波协同Fenton工艺以及微波协同活性炭敏化剂+Fenton工艺进行了氧化动力学的研究。所得研究结果如下:(1)微波辐照实验表明:单独微波辐照对去除高盐有机废水中有机物没有明显作用。在没有敏化剂存在的情况下,有机物无法直接吸收微波的能量,微波辐照只能把水加热,而无法形成降解有机物的条件。存在敏化剂的情况下,微波辐照可以在敏化剂表面形成“热点”,活性炭敏化微波辐照协同作用下,废水中的有机物可以被催化氧化而降解,COD去除率可达到91.3%。(2)Fenton、NaClO、KPS氧化技术研究表明:氧化技术可有效去除高盐水中有机物,Fenton氧化法和KPS氧化法对COD的去除效果均优于NaClO氧化法。反应240min后,Fenton氧化对COD的去除率为78.4%。反应150min后,KPS氧化对COD的去除率为84.8%。反应300min后,NaClO氧化对COD的去除率为58.9%。(3)研究了组合工艺对COD的去除效果,考察了微波功率、辐照时间、溶液的初始pH以及氧化剂的投加量等参数对COD去除率的影响。研究结果表明:微波协同Fenton、微波协同KPS可有效去除高盐水中的有机物,微波协同NaClO不能很好的去除高盐水中有机物。与(2)所述氧化技术相比,微波协同Fenton氧化技术对COD的去除率为79.0%,反应时间由240min缩短为10min。微波协同KPS氧化技术对COD的去除率为75.0%,反应时间由150min缩短为15min。微波协同NaClO氧化技术对COD的去除率为59.8%,反应时间由300min缩短为15min。(4)微波协同活性炭+KPS以及微波协同活性炭+Fenton氧化技术对高盐水中有机物的去除研究,主要考察了各自的反应条件对COD去除的影响。研究结果表明:微波协同活性炭+KPS氧化对COD的去除率可达87.1%以上,微波协同活性炭+Fenton氧化对COD的去除率可达90.6%。(5)对微波协同Fenton工艺以及微波协同活性炭+Fenton工艺进行了动力学研究,得出了相应的反应动力学方程。微波协同Fenton反应动力学方程为-r_A=-dcCOD/dt=2.734×10~(-4)C~2_(COD),微波协同活性炭+Fenton反应动力学方程为-r_A=-r_A=-dcCOD/dt=6.89×10~(-4)C~2_(COD)。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2018-12-10）
徐鹏[10]（2018）在《给、受体复合物激发态的计算方法及染料敏化剂C276、C277、C278的理论研究》一文中研究指出近年来光伏设备是最有希望利用清洁、可再生能源的长期解决方案之一。虽然基于无机半导体的太阳能电池能够比较高效地利用太阳能,但是这些传统器件由于生产成本高而限制了其大规模的商业化应用。有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池具有生产成本低廉、环境友好等优点,有机异质结太阳能电池具有激子扩散长度短、给-受体接触面积大等特点。给-受体构成的活性层是决定异质结太阳能电池整体性能的最主要因素。染料敏化剂是染料敏化太阳能电池中的重要组成部分,它的光捕获能力和电子转移过程直接影响电池的稳定性和性能。因此本文第一部分从理论角度研究给-受体异质结界面电子激发态的性质,给出可靠描述电子激发态的方法。第二部分内容是深入探究有机染料的分子结构与光电性能间的关系。理论研究有机异质结太阳能电池中的电荷转移性质有着重要的研究意义。我们找出可靠描述给-受体界面电子激发态特性的方法,并且希望能在研究人员设计给受体材料时提供理论依据和指导。为得出给、受体复合物不同激发类型(包括电荷转移激发、局域激发和叁重态激发)的可靠描述,以苯-四氰基乙烯复合物作为给、受体复合物的模型体系,用从头算和密度泛函理论方法计算了该模型体系的激发态。我们以量子化学方法EOM-CCSD的计算结果为基准,以激发能的绝对误差平均值和标准差为依据,系统评测了不同方法计算给受体复合物模型体系激发态的精度。结果表明,M11泛函能比其它泛函给出更高的精度,同时,在含时密度泛函(TDDFT)计算中采用Tamm-Dancoff近似(TDA)能进一步提高激发能的计算精度。M11泛函的计算结果和其本身的特点表明,在发展新型泛函中引入动能密度、自旋密度梯度和区间分离等对激发态的准确计算是非常重要的。根据TDDFT的计算结果,比较了TDDFT计算中不同泛函对苯-四氰基乙烯复合物电荷转移的描述。在染料敏化太阳能电池中,敏化剂起着吸收光子,产生并传输电子的关键作用。而光激发后,电子由敏化剂注入半导体导带的电荷转移过程直接决定着染料敏化太阳能电池能量转化效率。本文研究的C276、C277、C278叁种高效有机染料,均以苯并噻二唑苯甲酸为电子受体,但具有不同电子给体。分析计算结果表明,敏化剂C277、C278中引入环烷烃,可以提高染料的光吸收性能、缩小最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)和最低未占据分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)间的能级差,同时提高分子内电荷转移。C276、C277、C278中发生有效的分子内电荷转移激发,使电子从给体转移到受体。与染料单体相比,叁种染料吸附TiO_2复合物的光谱发生了明显的红移。C276、C277、C278染料中的电子注入过程是电子从激发态染料注入到TiO_2纳米团簇。引入二萘嵌苯和环烷烃的C277、C278与C276相比,HOMO-LUMO能隙更小,LUMO能级靠近TiO_2导带,同时最大吸收峰对应的振子强度更大,意味着短路电流密度更大,这与实验结果是相符的。验证了引入环烷烃用于改善有机染料敏化剂的共轭性质,从而提升有机染料敏化太阳能电池的光电转换性能。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2018-09-27）
敏化剂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自1991年染料敏化太阳能电池(DSSC)被首次报道以来,由于其高的性价比、简单的制备工艺及环境友好性等优势,被认为是一种非常有前景的利用太阳能的手段。DSSC的基本原理不同于传统的基于p-n结型的太阳能电池,而是利用分子敏化剂通过光敏化宽带隙的氧化物半导体的概念实现的。这里敏化剂对电池性能起到至关重要的作用,主要负责光子的捕获,激子形成及分离过程。人们投入大量的努力去发展高效的敏化剂。迄今为止,光电转换效率(PCE)比较高的如含金属的钌(Ru)的多吡啶化合物和锌(Zn)卟啉染料,已经超过11%,但由于Ru化合物有金属毒性且纯化过程复杂,Zn化合物合成过程复杂且产率较低限制了金属配合物敏化染料在DSSC的大规模应用。不含金属的有机染料由于高的摩尔吸光系数、易调节的光学性质及灵活的分子设计等优点近年来获得了人们的青睐,其PCE已超过13%,但其仍低于传统硅基太阳能电池的效率。因而发展新型高效有机染料仍是提高DSSC效率的关键,是具有挑战性的课题。高性能的有机染料大都基于给体-π桥-受体(D-π-A)结构,其中叁个构筑基元(D、π和A)的组合提供了分子设计的灵活性。应用第一性原理的理论计算可以提前理解不同官能团对材料性质的影响,预测所设计分子的电子性质,是筛选潜在高性能染料的一种合理且有效的方法。本论文基于量子化学基本理论及方法,以D-π-A型染料为研究对象,分别研究不同构筑基团(D、π和A)对染料电子性质的影响,从微观角度建立结构与性能的关系。同时运用高通量计算筛选方法为设计分子提供理论指导。研究内容包括以下四个部分:第一部分(给体(D)的研究):我们对吩恶嗪(POZ)类有机染料进行了系统的理论研究,对不同染料表现出显着差异的光电转换性能进行了合理解释。理论计算结果表明:具有延长π桥、在POZ的7位引入N-苯基咔唑取代基及噻吩连接的双吸附基团的染料可能是应用于DSSC中潜在的候选分子。我们希望此计算能够对POZ类染料的结构-性质关系提供更深入的理解,并为设计和筛选高性能的POZ类分子提供理论指导。第二部分(π桥的研究):我们运用量子化学计算方法对一类包含富电子基团和缺电子基团稠合而成的刚性π桥的D-π-A染料进行了研究。理论计算结果表明:包含缺电子基团和富电子基团的π桥可以提高光捕获能力,调节前线轨道能级,通过降低π体系的芳香性及破坏多个可能的电子传输路径的相干性来促进分子内电荷转移,和提供远离界面的作用位点降低电子复合程度。这种具有不同电子特性构筑基元的组合提供了设计新型π桥及开发高性能染料的有效方法。第三部分(π桥的研究):我们进行了系统的理论研究以阐明辅助受体(A′)对D-A′-π-A型染料电子性质的影响。我们考虑了含有大量染料(380)的数据库以期获得可靠的结论。计算结果表明:辅助受体(A′)的轨道能级对分子轨道能级有重要影响,这种轨道能级的变化趋势可通过染料轨道成分的变化来反映。随着A′的LUMO能级升高,大多D-A′-π-A型染料表现出蓝移的光谱性质。π桥的改变对染料HOMO-LUMO能级、分子轨道组成、最大吸收波长及振子强度等性质的调节作用是高度系统性和可预测的。由于考虑了大量数据集,我们的结论可应用于特定数据集之外以预测染料的电子结构如何因改变π桥或A′发生变化。更一般地,类似分析也可合理地解释由片段库构筑的任何低带隙分子材料的变化。第四部分(受体(A)的研究):我们以典型的D-π-A型染料为研究对象,通过剖析染料的几何和电子结构,我们发现额外引入苯环在抑制电子复合过程中的作用是阻挡电子的反向转移及降低吸附基团上的HOMO电子密度分布。但引入的苯环使分子结构扭曲,降低了染料的光捕获能力。通过分子设计,计算结果表明:增强染料的π共轭长度并使其远离吸附基团是一种抑制染料电子复合并增强其光捕获能力的有效方法。该工作深入地理解了染料电子复合速率和电子结构之间的关系,为高性能敏化剂材料的设计提供了理论指导。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
敏化剂论文参考文献
[1].张泽敏,杨建发,谭凤玉,赵丹,李松.π-桥中引入噻吩对D—A型染料敏化剂光电性质的影响[J].山东化工.2019
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