發(fā)布時間：2021-07-21 03:27

　　染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cell,DSSC）是新時期可高效捕獲太陽能的光敏器件,由于其較高的光電轉(zhuǎn)換效率、良好的熱穩(wěn)定性、低廉的制作成本及簡單的制備方案在大范圍的商業(yè)化生產(chǎn)中顯現(xiàn)出巨大優(yōu)勢,從而被廣泛應用于航天、軍事、通訊等領域。DSSC由透明的導電光學玻璃、半導體陽極、染料敏化劑、電解質(zhì)和對電極五部分組成。而其中的染料敏化劑能有效的捕獲太陽光、收集光子、分離激子、產(chǎn)生注入到半導體中的電子,該過程對DSSC裝置的光電轉(zhuǎn)換效率起著至關重要的作用。因此,對高性能染料敏化劑的設計及改良方案的探究是提升DSSC光電轉(zhuǎn)換效率的關鍵所在。本論文基于密度泛函理論,對如何構建高性能金屬釕染料和一系列有機染料的方案進行了深入的理論研究,結合相關工作結果給出了具體的構建方案。其中,除了探究染料敏化劑的單體特性,還借助對態(tài)密度、電荷密度差分及電子注入時間尺度的分析,深入探究染料與半導體復合體系界面間的相互作用,全面分析了染料敏化劑的應用潛能。希望以此為今后DSSC的發(fā)展提供強而有力的理論支撐。本論文的第一章為前言,概述了太陽能電池及其第三代主要代表染料敏化太陽能電池的發(fā)... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學位級別】：博士

【圖文】：

染料敏化太陽能電池的組成結構及相應工作機理示意

滿足 DSSC 的最基本需要，具有潛在的應用價值，可以繼續(xù)探究其他性質(zhì)來衡量該染料的性能。圖2.2 染料敏化劑前線分子軌道合理的能級分布情況。其次，基于 TD-DFT 計算的結果，我們可以很容易的得到電子躍遷的主要來源軌道。為了證明染料敏化劑的電子結構分布特征，我們根據(jù)列出的躍遷軌道進行分析。我們預期的有效的電荷分離態(tài)是占據(jù)軌道的貢獻應最好來源于電子給體部分，而未占據(jù)軌道的貢獻應最好來源于電子受體部分，這樣就可以呈現(xiàn)出明顯的 D-π-A 特征。這種分布特點將有利于染料的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移。在圖 2.3 中，我們給出了列舉的兩個例子，這樣，我們就可以很清晰的看出哪種分布方式是有利的。圖 2.3 軌道分布是否有利的分布特點。

圖2.2 染料敏化劑前線分子軌道合理的能級分布情況。，基于 TD-DFT 計算的結果，我們可以很容易的得到電子躍遷的。為了證明染料敏化劑的電子結構分布特征，我們根據(jù)列出的躍遷。我們預期的有效的電荷分離態(tài)是占據(jù)軌道的貢獻應最好來源于電未占據(jù)軌道的貢獻應最好來源于電子受體部分，這樣就可以呈現(xiàn)A 特征。這種分布特點將有利于染料的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移。在圖 2了列舉的兩個例子，這樣，我們就可以很清晰的看出哪種分布方式

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能電池的溫度特性研究[J]. 吳國盛,聞騰,王振文,劉淑平.  通信電源技術. 2013(01)



本文編號：3294210