共敏化有机染料分子电子结构和光学性能的理论研究

摘要

本文利用密度泛函（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）,研究了单一染料（C239、C259和修饰的C259（C259-N））以及共敏化染料（C239＋C259和C239＋C259-N）的电子结构和光学性能.结果表明,单一和共敏化条件下,新设计的含二噻吩并吡咯单元（DTP）的C259-N表现出与含环戊二噻吩单元（CPDT）的C259相近的光学性质.与单一染料相比,共敏化染料的光捕获率曲线未出现低谷,且在最大吸收处,其摩尔吸光率也有所提高.对共敏化染料/TiO_2复合物的研究表明,由3个O-Ti键和1个氢键形成的A共敏化模式下的共敏化体系稳定性较高,其中,含苯甲酸染料的垂直吸附一方面有利于染料/TiO_2界面的电子注入,另一方面可有效减轻界面的电荷复合.本文结果可为设计更加高效的有机共敏化剂提供理论依据.