给电子基团对吲哚染料电子结构和吸收光谱的影响

梁桂杰 钟志成 陈美华 许杰 徐卫林 和平 候秋飞 李在房

引用本文: 梁桂杰, 钟志成, 陈美华, 许杰, 徐卫林, 和平, 候秋飞, 李在房. 给电子基团对吲哚染料电子结构和吸收光谱的影响[J]. 物理化学学报, 2012, 28(08): 1885-1891. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205301 shu
Citation:  LIANG Gui-Jie, ZHONG Zhi-Cheng, CHEN Mei-Hua, XU Jie, XU Wei-Lin, HE Ping, HOU Qiu-Fei, LI Zai-Fang. Effect of Donor Moieties on the Electronic Structures and Absorption Spectra of Indoline Dyes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(08): 1885-1891. doi: 10.3866/PKU.WHXB201205301 shu

给电子基团对吲哚染料电子结构和吸收光谱的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51003082) (51003082)

    教育部科学技术研究重点项目(208089) (208089)

    湖北省自然科学基金(2011CDC062)资助 (2011CDC062)

摘要:

利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT), 分别基于B3LYP和PBE1PBE方法研究了一系列含有不同给电子基团的吲哚染料分子(ID1-ID3)的电子结构和吸收光谱性质. 重点比较了不同电子给体对染料的分子结构、吸收光谱以及其在电池中的光伏性能的影响. 结果表明从ID1、ID2到ID3, 随着电子给体中苯环数目的增加, 吲哚分子上的共轭效应逐渐增大, 导致吲哚分子最高占据分子轨道-最低未占据分子轨道(HOMO-LUMO)之间的能隙变窄, 分子的吸收光谱发生红移. 染料分子的吸收光谱和LUMO能级分别影响染料的吸光效率和光电转化过程中电子的注入过程, 从而使其二者成为决定电池光伏性能的重要参数. 综合考虑上述两个参数对电池性能的贡献, 通过理论研究证实, 在ID1-ID3系列染料中, ID3具有较长的吸收谱带、较大的分子消光系数和合适的LUMO能级, 从而表现出最为优越的光伏性能, 这与实验得出的结论很好地吻合.

English

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  • 发布日期:  2012-07-10
  • 收稿日期:  2012-03-15
  • 网络出版日期:  2012-05-30
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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