一種新型卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)及對影響其光電轉(zhuǎn)換效率因素的探索的開題報(bào)告

一種新型卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)及對影響其光電轉(zhuǎn)換效率因素的探索的開題報(bào)告摘要本文介紹了一種新型的卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步探討了影響其光電轉(zhuǎn)換效率的因素。首先，我們介紹了卟啉類分子在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中的應(yīng)用，并分析了已有的卟啉類敏化分子的缺點(diǎn)和不足。隨后，我們提出了一種新型的卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)方案，通過分析其電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)該分子具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。最后，我們進(jìn)一步探討了分子結(jié)構(gòu)、溶劑效應(yīng)以及表面修飾等因素對其光電轉(zhuǎn)換效率的影響，并提出一些優(yōu)化方案。關(guān)鍵詞：卟啉類敏化分子；光電轉(zhuǎn)換效率；分子結(jié)構(gòu)；溶劑效應(yīng)；表面修飾1.引言卟啉類分子是一類廣泛應(yīng)用于生物、光學(xué)、電學(xué)、光電子等領(lǐng)域的重要分子。在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中，卟啉類分子作為光敏劑可以吸收可見光譜范圍內(nèi)的光線，并將其轉(zhuǎn)化為電能。目前已有很多卟啉類敏化分子被用于太陽能電池的制備，例如二氫卟吩(TP2)分子、鋅卟啉(ZnP)分子等。然而，這些分子在光電轉(zhuǎn)換效率、化學(xué)穩(wěn)定性、周期性等方面都存在一定的限制。因此，本文提出了一種新型的卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)方案，并探討了影響其光電轉(zhuǎn)換效率的因素，旨在為太陽能電池的制備和應(yīng)用提供新思路和參考。2.新型卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)我們采用密度泛函理論(DFT)方法計(jì)算了一種新型的卟啉類敏化分子的電子結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)。該分子的化學(xué)式為C24H18N4O2，其分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：（圖1.新型卟啉類敏化分子的結(jié)構(gòu)）通過計(jì)算，我們得到該分子的導(dǎo)電性質(zhì)優(yōu)秀，其能帶圖如下所示：（圖2.新型卟啉類敏化分子的能帶圖）另外，我們還對該分子的吸收光譜進(jìn)行了研究。通過理論計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)該分子在可見光譜范圍內(nèi)具有較高的吸收率，可以吸收多種波長的光線。3.影響光電轉(zhuǎn)換效率的因素為了探討影響該分子光電轉(zhuǎn)換效率的因素，我們進(jìn)一步研究了分子結(jié)構(gòu)、溶劑效應(yīng)和表面修飾等方面的影響。3.1分子結(jié)構(gòu)的影響我們針對不同的卟啉類敏化分子進(jìn)行了分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，通過計(jì)算其導(dǎo)電性質(zhì)和能帶結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)的變化對光電轉(zhuǎn)換效率有重要的影響。通過理論計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)若將分子中的卟啉環(huán)中的氮離子取代為氧離子，則能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，并導(dǎo)致該分子的光電轉(zhuǎn)換效率明顯下降。3.2溶劑效應(yīng)的影響溶劑對敏化分子的光電轉(zhuǎn)換效率也有重要影響。我們在實(shí)驗(yàn)中使用不同的溶劑對分子和太陽能電池進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)不同的溶劑對分子的吸收譜和太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率均有較大影響。3.3表面修飾的影響在太陽能電池制備中，敏化分子的表面修飾也是影響光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素之一。我們通過對實(shí)驗(yàn)中的表面修飾進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)較優(yōu)的表面修飾可以提高敏化分子的轉(zhuǎn)換效率。4.結(jié)論本文提出了一種新型的卟啉類敏化分子的設(shè)計(jì)方案，并探討了影響其光電轉(zhuǎn)換效率的因素。通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，我們發(fā)現(xiàn)該分子具有較高的光電