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5(6)羧基荧光素敏化TiO2纳米粒子的光致电子转移的荧光特性研究

     

摘要

通过水解TiCl4制备了锐钛矿结构TiO2纳米粒子,并用时间分辨荧光光谱研究了5(6)CFL(5(6)-Carboxyfluorescein,简称5(6)CFL)染料敏化TiO2纳米粒子体系的光致电子转移动力学.5(6)CFL染料敏化TiO2纳米粒子能形成电荷转移复合物,这归因于染料分子的激发电子态波函数Ψ(D*)与电荷分离态波函数Ψ(D~++e~-)之间的耦合作用.当激发5(6)CFL染料敏化TiO2纳米粒子体系时,电子以两种不同方式注入TiO2纳米粒子导带:第一,通过5(6)CFL染料分子的激发态注入;第二,从电荷转移复合物(5(6)CFL/TiO2)直接注入.时间分辨荧光光谱表明,在水溶液中纯5(6)CFL染料的荧光以寿命为Τ141 ps(74.4%)和Τ23.22 ns(25.6%)的双e指数衰减,而5(6)CFL染料敏化TiO2纳米粒子体系的荧光分别以时间常数为Τ144 ps(90.4%),Τ2478 ps(8.6%)和Τ32.41 ns(1.0%)的三e指数衰减.本文的研究工作能够为染料敏化太阳能电池的光致电子转移机理提供有价值的参考.%Anatased TiO2 nanoparticles were prepared by controlling hydrolysis of the TiCl4.Time-resolved fluorescence experiments were carried out to study the photo-induced electron transfer dynamics in the system of the 5(6)CFL dye-sensitized TiO2 nanoparticles.For the aboved system,the formation of the charge transfer complex is attributed to the coupling interaction between the wave functions of the excited electronic state of the dye(Ψ(D~*)) and the charge separated state(Ψ(D~++e~-)).On excitation of 5(6)CFL dyesensitized TiO2 nanoparticle system.The injection of electrons into the conduction band of TiO2 nanoparticles takes place in two different ways:through the excited state of the 5(6)CFL dye and through direct injection from the charge transfer complex.The time-resolved fluorescence experimental results indicate that the free 5(6)CFL dye in water has double-exponential decay with lifetimesτ1 41 ps(74.4%) andτ2= 3.22 ns(25.6%).However,5(6)CFL dye-sensitized TiO2 nanoparticles have triple-exponential decay with lifetimes ofτ1= 44 ps(90.4%),τ2= 478 ps(8.6%) andτ3= 2.41 ns(1.0%).Our research will provide a valuable reference for the mechanism of dye-sensitized solar cell.

著录项

  • 来源
    《物理学报》|2012年第9期|51-57|共7页
  • 作者单位

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001/贺州学院物理与电子信息工程系,贺州542800;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

    哈尔滨工业大学物理系,凝聚态科学与技术研究中心,哈尔滨150001;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 光化学;
  • 关键词

    时间分辨荧光光谱; 5(6)CFL染料; 光致电子转移; 电荷转移复合物;

  • 入库时间 2024-01-27 03:17:14

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