一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法。本發(fā)明方法利用密度泛函理論(DFT)對(duì)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與表征；利用自然價(jià)鍵理論(NBO)和前線分子軌道理論分析染料敏化劑分子的軌道和能級(jí)信息；利用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)研究染料敏化劑分子紫外-可見(UV-VIS)吸收光譜和激發(fā)態(tài)壽命；利用第一性原理優(yōu)化染料敏化劑分子在半導(dǎo)體吸附構(gòu)型，分析電子激發(fā)、轉(zhuǎn)移路徑；利用Tomasi's?Polarized?Continuum?Model(PCM)模型研究溶劑效應(yīng)、電子傳輸過程及電子注入速率。本發(fā)明縮短了新材料的研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本，減少了材料浪費(fèi)，為工業(yè)選擇、設(shè)計(jì)新型銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑提供直接的理論指導(dǎo)，同時(shí)也可以節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。
【專利說明】一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池光電轉(zhuǎn)換材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)研究領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其特征是通過計(jì)算模擬設(shè)計(jì)出一系列新型銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑，并利用密度泛函理論(DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)研究其在染料敏化太陽能電池(DSSC)運(yùn)行中的光電轉(zhuǎn)換機(jī)理、電子注入半導(dǎo)體機(jī)理，進(jìn)而從理論上篩選出性能優(yōu)異的染料敏化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源短缺和環(huán)境污染的雙重制約下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展已成為全人類共同面臨的難題，這需要人們通過改變現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)來解決。開發(fā)和利用清潔無污染的可再生能源，是目前解決能源及環(huán)境問題、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。太陽能由于具備可持續(xù)開發(fā)的特點(diǎn)而逐漸進(jìn)入人類能源結(jié)構(gòu)，成為未來基礎(chǔ)能源的重要組成部分。DSSC由于理論轉(zhuǎn)換效率高、對(duì)溫度和入射光角度依賴小、透明度高、在低光通量下仍有高轉(zhuǎn)換率、原料豐富且無毒、可大規(guī)模生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的重要分支，目前已可實(shí)現(xiàn)13%以上的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，DSSC對(duì)研發(fā)條件及材料純度要求較低，在形狀、顏色及透明度等設(shè)計(jì)方面都具有很大的靈活性。
[0003]染料敏化太陽能電池的主要結(jié)構(gòu)包括納米晶TiO2膜、染料敏化劑、電解質(zhì)、對(duì)電極等。其中，染料敏化劑是DSSCs的核心材料，它的主要作用是吸收太陽光，并把光電子傳輸?shù)絋iO2的導(dǎo)帶上，其性能的優(yōu)劣對(duì)DSSCs光電轉(zhuǎn)換效率和使用壽命起著決定性的作用。因此，合成性能優(yōu)越的染料敏化劑對(duì)該類太陽能電池的研究具有非常重要的意義。
[0004]釕系敏化劑是染料敏化太陽能電池(DSSC)研究最早也最成功的敏化劑類型之一，一直保持著最聞光電轉(zhuǎn)換效率rI >10%的最聞紀(jì)錄，并有著良好的長期穩(wěn)定性。然而，由于貴金屬釕來源稀缺、成本較高且有一定污染，最近非貴金屬染料敏化劑逐漸引起了人們的關(guān)注。但由于初期的Cu基染料敏化劑與半導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液匹配性不足等原因而未展現(xiàn)出更高的光電轉(zhuǎn)換效率，因而，通過改進(jìn)Cu基染料敏化劑分子構(gòu)型以改善其匹配性能將會(huì)大大提高光電轉(zhuǎn)換效率，Cu基染料敏化劑也因此顯現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。
[0005]目前，密度泛函理論(DFT)已成功應(yīng)用于多吡啶釕染料敏化劑及純有機(jī)DSSC工作機(jī)理的探索，不僅可以驗(yàn)證與解析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且可以從原子水平深入探討電池各環(huán)節(jié)運(yùn)行機(jī)理，為設(shè)計(jì)和篩選新型染料敏化劑材料提供全新的思路。此外，理論研究還具有縮短新材料的研發(fā)時(shí)間，降低研發(fā)成本，減少材料浪費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明方法所采用的計(jì)算機(jī)模擬軟件為Gaussian軟件包和專門設(shè)計(jì)與其配套使用的GaussView軟件。其中,Gaussian是做半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和從頭計(jì)算使用最廣泛的量子化學(xué)軟件，其可以研究過渡態(tài)能量和結(jié)構(gòu)、分子軌道、原子電荷和電勢、紅外和拉曼光譜、熱力學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)路徑等，計(jì)算可以對(duì)體系的基態(tài)或激發(fā)態(tài)執(zhí)行。因此，Gaussian可以作為功能強(qiáng)大的工具，用于研究許多化學(xué)領(lǐng)域的課題，例如取代基的影響、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、勢能曲面和激發(fā)能等等。GaussView可以用來構(gòu)建Gaussian的輸入文件并以圖的形式顯示Gaussian計(jì)算的結(jié)果。與此同時(shí)，GaussView還可以與諸多圖形軟件連用，大大拓寬了使用范圍。
[0007]本發(fā)明方法利用密度泛函理論(DFT)對(duì)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；利用自然價(jià)鍵理論(NBO)和前線分子軌道理論分析銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子的軌道組成及能級(jí)信息；利用Tomasi ’ s Polarized Continuum Model (PCM)模型研究溶劑效應(yīng)及溶液中電子傳輸過程；利用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)研究銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子激發(fā)能、強(qiáng)度及紫外-可見(UV-VIS)吸收光譜特性；利用第一性原理優(yōu)化銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑在半導(dǎo)體表面吸附構(gòu)型；利用馬庫斯理論(Marcus Theory)計(jì)算電子由敏化劑注入半導(dǎo)體表面的速率。綜合以上分析方法，研究影響銅基染料敏化劑光電轉(zhuǎn)換效率的本質(zhì)因素，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究文獻(xiàn)，建立一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法。
[0008]本發(fā)明的內(nèi)容可分為銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑構(gòu)型設(shè)計(jì)及光電轉(zhuǎn)換機(jī)理和銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑電子注入機(jī)理研究兩部分，具體內(nèi)容如下:
(1)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑構(gòu)型設(shè)計(jì)及光電轉(zhuǎn)換機(jī)理研究
①通過GaussView軟件設(shè)計(jì)構(gòu)建一系列銅基聯(lián)批唳染料敏化劑分子,采用二聯(lián)批唳輔助以苯、噻吩、呋喃等官能團(tuán)；通過Gaussian軟件包優(yōu)化染料敏化劑分子在氣、液相中的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并分析非貴金屬銅離子同配體的成鍵信息、結(jié)合能以及穩(wěn)定性情況；表征新型染料敏化劑各官能團(tuán)性能及貢獻(xiàn)強(qiáng)弱；分析染料敏化劑分子最高占據(jù)分子軌道(HOMO)、最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)的軌道組成及軌道能級(jí)；
②表征銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子在氣、液相中紫外-可見(UV-VIS)吸收光譜響應(yīng)范圍、吸收強(qiáng)度；分析分子內(nèi)受光激發(fā)電子轉(zhuǎn)移路徑；比較氣相與液相中UV - VIS吸收光譜變化趨勢，進(jìn)而確定溶劑效應(yīng)；計(jì)算受光激發(fā)后銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子的壽命及衰減時(shí)間；
③依據(jù)UV-VIS光譜情況，改善供體中共軛配體供電子能力和受體中吸附基團(tuán)接受電子能力；調(diào)節(jié)軌道能級(jí)以拓展吸收光譜范圍，提高光電轉(zhuǎn)換效率。
(2)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑電子注入機(jī)理研究
①研究染料敏化劑在半導(dǎo)體TiO2表面的吸附位與結(jié)合方式，分析比較半導(dǎo)體材料吸附前后性能差異；研究分子軌道信息、吸附能大小及穩(wěn)定性差異；
②計(jì)算受光激發(fā)后電子注入半導(dǎo)體速率，由受激發(fā)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子至半導(dǎo)體表面的電子轉(zhuǎn)移路徑；分析半導(dǎo)體捕獲自由電子的過程以及輸運(yùn)方式；
③比較鏈接不同吸附基團(tuán)銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子的吸附差異，遴選利于表面吸附、結(jié)合力強(qiáng)、電子傳輸便利的染料敏化劑；闡明增強(qiáng)電子捕獲能力并有效防止電子復(fù)合的途徑。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:提供了一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的簡便方法。本發(fā)明方法操作簡單、計(jì)算快速、結(jié)果準(zhǔn)確，不僅可以驗(yàn)證與解析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且可以從原子水平深入探討電池各環(huán)節(jié)運(yùn)行機(jī)理，為設(shè)計(jì)和篩選新型染料敏化劑材料提供全新的思路。此外，本發(fā)明縮短了新材料的研發(fā)周期，降低了研發(fā)成本，減少了材料浪費(fèi)，可以為工業(yè)選擇、設(shè)計(jì)新型銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑提供直接的理論指導(dǎo)，同時(shí)也可以節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力，符合可持續(xù)發(fā)展的理念?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]本說明書包括如下附圖:
圖1是具體研究的技術(shù)路線流程圖；
圖2是一系列Cu( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物[CuLL’ ]+的幾何構(gòu)型圖；
圖3是Cu ( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物I (a)和6 (b)的前線分子軌道圖；
圖4是各Cu( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物的軌道能級(jí)圖；
圖5是各Cu( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物的紫外-可見(UV-VIS)吸收光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]實(shí)例基于密度泛函理論(DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)研究了一系列Cu( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物[CuLL’] + (L和L’代表吡啶配體)的理論設(shè)計(jì)與篩選過程，通過對(duì)比各Cu( I )基聯(lián)吡啶復(fù)合物[CuLL’] +在氣相和甲基氰化物溶液中的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、分子軌道、紫外-可見吸收光譜、受光激發(fā)電子轉(zhuǎn)移路徑、激發(fā)態(tài)壽命、敏化劑在半導(dǎo)體TiO2(IOl)表面結(jié)合方式、吸附能及電子注入速率等性能指標(biāo)，分析影響染料敏化劑光電轉(zhuǎn)換效率的微觀因素，最終遴選出光譜響應(yīng)范圍廣、吸收強(qiáng)度高、利于表面吸附、結(jié)合力強(qiáng)、電子傳輸便利的銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑。【具體實(shí)施方式】分為以下4步:
(1)模型構(gòu)建及基態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
利用GaussView軟件構(gòu)建一系列全新的銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子；采用B3LYP交換關(guān)聯(lián)函數(shù)結(jié)合6 - 31G*和混合DZVP/3 - 21G*基組，分別在氣相和甲基氰化物(MeCN)溶液中對(duì)所有的[CuLL’ ]+復(fù)合物的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；在混合的DZVP/3 - 21G*基組中，輔以三組未收縮的純角動(dòng)量f函數(shù)的DZVP基組被選來作為計(jì)算Cu的基組，3 - 21G*被選來作為計(jì)算非金屬原子的基組。溶劑效應(yīng)的評(píng)估是通過利用導(dǎo)體極化連續(xù)模型(C-PCM)的非平衡執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)。尤其是，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和溶解的能量是通過空腔模型耦合C - PCM來進(jìn)行計(jì)算的；分析含有各種不同官能團(tuán)的染料敏化劑基態(tài)分子構(gòu)型的穩(wěn)定性及溶劑效應(yīng)引起的染料敏化劑分子結(jié)構(gòu)及相應(yīng)吸收光譜的變化；采用NBO分析分子軌道布居以及原子軌道間的相互作用；利用前線分子軌道理論分析染料敏化劑分子軌道形貌以及軌道能級(jí)；
(2)激發(fā)態(tài)計(jì)算
采用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)結(jié)合與基態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)相同的方法基組模擬染料敏化劑分子受光激發(fā)過程；采用Swizard軟件描繪激發(fā)光譜，并對(duì)不同染料敏化劑分子光譜進(jìn)行比較分析；通過公式LHE = 1- 10_A = 1- 10_f (f代表最低垂直激發(fā)能對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度)對(duì)光捕獲效率進(jìn)行估算；優(yōu)化激發(fā)態(tài)構(gòu)型，采用TD-DFT模擬激發(fā)態(tài)染料敏化劑分子的躍遷過程，根據(jù)公式T = C3/2E2f (其中C是光速，E是熒光躍遷能量，f是激發(fā)強(qiáng)度)估算受光激發(fā)后染料敏化劑壽命；
(3)電子注入性質(zhì)研究
采用Gaussian軟件包中第一性原理方法對(duì)TiO2半導(dǎo)體和吸附染料敏化劑分子后半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行優(yōu)化；研究染料敏化劑分子吸附引起半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)帶、價(jià)帶的變化；比較各種染料敏化劑分子在半導(dǎo)體的吸附位、結(jié)合方式、吸附能大小以確定吸附結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；利用馬庫斯理論(Marcus Theory)估算由銅基聯(lián)卩比唳染料敏化劑分子至TiO2半導(dǎo)體表面的電子注入速率；
(4)性能對(duì)比及篩選
通過添加適當(dāng)飽和支鏈來提高染料敏化劑分子的光、熱穩(wěn)定性，并對(duì)已優(yōu)化染料敏化劑分子添加或替換多種不同的官能團(tuán)(如烯烴、雜環(huán)原子、苯、三苯胺、芳香雜環(huán)化合物等)再次進(jìn)行步驟(2)、(3)計(jì)算；對(duì)比各銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光電轉(zhuǎn)換效率、激發(fā)態(tài)壽命及電子傳輸速率等參數(shù)，最終篩選出性能優(yōu)異的染料敏化劑。
[0013]以上所述，僅為本發(fā)明的一則實(shí)施例而已。并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；凡熟悉本專業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說明書附圖及以上所述步驟而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是，凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，可利用以上所闡述的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更改、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí)，凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，通過計(jì)算模擬設(shè)計(jì)出一系列新型銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑，并利用密度泛函理論(DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)研究其在染料敏化太陽能電池(DSSC)運(yùn)行中的光電轉(zhuǎn)換機(jī)理、電子注入半導(dǎo)體機(jī)理，進(jìn)而從理論上篩選出性能優(yōu)異的染料敏化劑，所述方法的【具體實(shí)施方式】分為以下4I K少: (1)模型構(gòu)建及基態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 構(gòu)建一系列全新的銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子；采用密度泛函理論(DFT)結(jié)合選擇的方法、基組對(duì)敏化劑分子在氣、液相環(huán)境中的基態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并融入溶劑效應(yīng)對(duì)計(jì)算模擬結(jié)果的影響；分析含有各種不同官能團(tuán)的染料敏化劑基態(tài)分子構(gòu)型的穩(wěn)定性及溶劑效應(yīng)引起的染料敏化劑分子結(jié)構(gòu)及相應(yīng)吸收光譜的變化；分析分子軌道布居以及原子軌道間的相互作用；分析染料敏化劑分子軌道形貌以及軌道能級(jí)； (2)激發(fā)態(tài)計(jì)算 采用含時(shí)密度泛函理論(TD-DFT)模擬染料敏化劑分子受光激發(fā)過程；對(duì)不同染料敏化劑分子光譜進(jìn)行比較分 析；通過公式LHE= 1- 10_A= 1- 10_f(f代表最低垂直激發(fā)能對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度)對(duì)光捕獲效率進(jìn)行估算；優(yōu)化激發(fā)態(tài)構(gòu)型，計(jì)算受光激發(fā)后敏化劑分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移速率，采用TD - DFT模擬激發(fā)態(tài)染料敏化劑分子的躍遷過程，根據(jù)公式T = C3/2E2f (其中C是光速，E是熒光躍遷能量，f是激發(fā)強(qiáng)度)估算受光激發(fā)后染料敏化劑壽命； (3)電子注入性質(zhì)研究 采用Gaussian軟件包中第一性原理方法對(duì)TiO2半導(dǎo)體和吸附染料敏化劑分子后半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行優(yōu)化；研究染料敏化劑分子吸附引起半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)帶、價(jià)帶的變化；比較各種染料敏化劑分子在半導(dǎo)體的吸附位、結(jié)合方式、吸附能大小以確定吸附結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；估算由銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子至TiO2半導(dǎo)體表面的電子注入速率； (4)性能對(duì)比及篩選 通過添加適當(dāng)飽和支鏈來提高染料敏化劑分子的光、熱穩(wěn)定性，并對(duì)已優(yōu)化染料敏化劑分子添加或替換多種不同的官能團(tuán)(如烯烴、雜環(huán)原子、苯、三苯胺、芳香雜環(huán)化合物等)再次進(jìn)行步驟(2)、(3)計(jì)算；對(duì)比各銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光電轉(zhuǎn)換效率、激發(fā)態(tài)壽命及電子傳輸速率等參數(shù)，最終篩選出性能優(yōu)異的染料敏化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中模型構(gòu)建軟件為GaussView，計(jì)算軟件為Gaussian軟件，所用理論為密度泛函理論(DFT)和含時(shí)密度泛函理論(TD - DFT)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中所采用的方法基組為B3LYP交換關(guān)聯(lián)函數(shù)結(jié)合6 - 31G*和混合DZVP/3 - 21G*基組，在混合的DZVP/3 - 21G*基組中，輔以三組未收縮的純角動(dòng)量f函數(shù)的DZVP基組被選來作為計(jì)算Cu的基組，3 - 21G*被選來作為計(jì)算非金屬原子的基組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中液相環(huán)境為甲基氰化物(MeCN)溶液，溶劑效應(yīng)的評(píng)估是通過利用導(dǎo)體極化連續(xù)模型(C-PCM)的非平衡執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)，尤其是，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和溶解的能量是通過空腔模型耦合C - PCM來進(jìn)行計(jì)算的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中染料敏化劑分子軌道布居以及原子軌道間的相互作用采用自然價(jià)鍵理論(NBO)進(jìn)行分析，染料敏化劑分子軌道形貌以及軌道能級(jí)利用前線分子軌道理論進(jìn)行分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中激發(fā)態(tài)計(jì)算所用方法基組與基態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)所用方法基組相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中敏化劑分子紫外-可見(UV-VIS)吸收光譜采用Swizard軟件描繪而得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中受光激發(fā)后敏化劑分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移速率及由敏化劑至半導(dǎo)體表面的電子注入速率運(yùn)用馬庫斯理論(Marcus Theory)進(jìn)行計(jì)算。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種設(shè)計(jì)與篩選銅基聯(lián)吡啶染料敏化劑的方法，其中光捕獲效率通過公式LHE= 1- 10_A= 1- 10_f(f代表最低垂直激發(fā)能對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度)進(jìn)行估算，受光激發(fā)后染料敏化劑壽命利用公式T = C3/2E2f (其中C是光速，E是熒光躍遷能量，f是激發(fā)強(qiáng)度)進(jìn)行估算。
【文檔編號(hào)】H01G9/004GK103955588SQ201410205648
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】魏淑賢, 邵洋, 朱青, 靳棟梁, 趙茲罡, 李可, 魯效慶 申請人:中國石油大學(xué)(華東)