设计的复合物将巴西林和巴西林与贝塔尼丁结合起来,用于染料敏感的太阳能电池应用:DFT和TD-DFT研究
Nyanda Madili Malashi1, Yusufu Abeid Chande Jande2, Nuha Wazzan3
1School of Materials, Energy, Water, and Environmental Sciences, The Nelson Mandela African Institution of Science and Technology (NM-AIST), P. O. Box 447, Arusha, Tanzania; Department of Mechanical and Industrial Engineering, Mbeya University of Science and Technology (MUST), P.O. Box 131, Mbeya, Tanzania.
Journal of molecular graphics & modelling
|December 12, 2023
概括
新的染料复合物通过扩大光吸收来增强染料敏感太阳能电池 (DSSC). 巴西林-贝塔尼丁-氧化物和巴西林-贝塔尼丁-乙醇显示了改善的光伏性能,使它们成为可用于太阳能转换的有希望的天然染料敏感剂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 染料敏感太阳能电池 (DSSC) 由于其易于制造和灵活性,提供了一个有前途的光伏技术.
- 天然颜料是环保敏感剂,但通常具有狭窄的吸收光谱,限制了DSSC的效率.
- 将配色素与互补的吸收光谱结合起来,可以扩大吸收带,提高整体效率.
研究的目的:
- 合成和研究新的复杂染料分子,以提高DSSC性能.
- 探索巴西林 - 贝塔尼丁 - ,巴西林 - 贝塔尼丁 - 以太和巴西林 - 贝塔尼丁 - 以太的结构,电子和光学特性.
- 评估这些合成染料在DSSC中作为有效的光敏化剂的潜力.
主要方法:
- 使用密度函数理论 (DFT) 和时间依赖DFT (TD-DFT) 计算.
- 计算调查了几何结构,分子轨道,静电电位和反应性.
- 模拟了孤立染料和在TiO2集群上被吸附的染料的光电子特性.
主要成果:
- 与单个染料相比,复杂的Braz-Bd-oxane和Braz-Bd-ether呈现出红移的吸收光谱.
- 对TiO2集群的吸附进一步使模拟的吸收光谱红移.
- 与其原始染料相比,-Bd-oxane和-Bd-ether表现出优越的电荷转移和光伏性能.
结论:
- 合成的复杂分子,特别是-Bd-oxane和-Bd-ether,显示了增强的光电子和光伏性能.
- 这些设计的分子是作为染料敏感太阳能电池中的天然光敏剂的有希望的候选者.
- 通过以太化结合天然染料提供了一种可行的策略,以提高DSSC的效率.
