摘要：作为第一个开创性的分子光伏太阳能器件,染料敏化太阳能电池(DSSC)由于其低成本、可调节性和高光伏性能而引起了全世界的广泛关注。随着用于DSSC的纯有机敏化剂的发展,其构型从D-π-A、D_(2)-π-A到D-A-π-A,逐渐形成了完整的模块化设计理念。依据该理念,研究者完成了大量具有高光伏性能的有机敏化剂的设计和合成,并应用到DSSC中。为了将分子新能源的前沿领域引入化学专业本科生的专业课程,在此总结了敏化剂的模块化设计思路及应用,以满足化学专业相关课程的要求,同时以提高学生的学习兴趣和知识范围。模块化设计理念可操作性强,可大幅提高工作效率,有望应用于分子设计的其他领域。

摘要：D-π-A结构基于对分子内光生电子传输的增强作用而成为了敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells,DSSCs)敏化剂设计的主要出发点.D-A-π-A结构的敏化剂是从D-π-A结构出发,在敏化剂的内部引入附加的吸电子基团作为内部电子受体而设计出来的,相比于传统的D-π-A结构敏化剂在性能上具有更大的优势.综述了2012年以来科学家对D-A-π-A结构敏化剂的分子设计及其在DSSCs中的应用性能的研究成果.

摘要：综述了应用于染料敏化太阳能电池的多吡啶钌配合物、胺类染料、卟啉和酞菁类染料分子设计方面影响其光电转化效率的因素研究及新进展.

摘要：上转换发光是一种将长波长的激发光转化为短波长发射的反斯托克斯发光现象,三线态-三线态湮灭上转换(TTA-UC)能够在较低密度能量下被激发,且上转换量子产率高,因此获得研究者们广泛关注。关于敏化剂分子结构与上转换发光性能相关性的研究一直是TTA-UC研究领域的重要热点,选择两种代表性的卟啉钯光敏剂[PdOEP-八乙基卟啉钯(Ⅱ)和PdBrTPP-四溴苯基卟啉钯(Ⅱ)]与蒽衍生物9,10-(4-羟甲基)苯基蒽p-DHMPA发光剂组合上转换体系作为研究模型,通过一系列合成工作获得材料分子后,进一步比较两种敏化剂的光谱性质与体系最终上转换性能之间关系。通过细致研究敏化剂和发光剂的荧光发射和寿命等光谱性质对敏化剂系间窜越,三线态-三线态能量转移及三线态-三线态湮灭等能量传递过程的影响后,发现在532 nm处的摩尔吸光系数PdBrTPP(10.8 cm^-1·mmol^-1)大于PdOEP(3.0 cm^-1·mmol^-1);三线态寿命PdBrTPP(173.13μs)大于PdOEP(109.21μs)。但与p-DHMPA配对时光敏剂与发光剂的三线态能级差ΔE TT,PdOEP(0.140 eV)却高于PdBrTPP(0.062 eV),通过Stern-Volmer方程得到Stern-Volmer猝灭常数K SV和双分子猝灭常数k q值也是PdOEP略高,最终表现出上转换阈值PdOEP/p-DHMPA(22.40 mW·cm^-2)小于PdBrTPP/p-DHMPA(29.78 mW·cm^-2),上转换发光效率ΦUC,PdOEP/p-DHMPA(28.3%)大于PdBrTPP/p-DHMPA(26.8%)。因此,卟啉钯敏化剂的构效对三重态湮灭上转换发光效率影响最为重要的决定因素是敏化剂三线态高低。对于不同的敏化剂,在分子主体结构、摩尔吸光系数与三线态寿命等光谱参数差别不大的情况下,敏化剂的三线态能级越高,就将会具有更大的上转换发光效率。然而如果以总上转换能力指标来评价,PdBrTPP的共轭结构能够提升其在激发波长处吸收更多光子的能力,具有比PdOEP更高的摩尔吸光系数,造成其总上转换能力η比PdOEP高3.4倍。因此从上转换总效能指标来评价,通过敏化剂分子设计调控其在激发光波长处的摩尔吸光系数也不失为一种简单易行的方法。

摘要：为了研究不同敏化剂对水浴加热后乳化炸药爆炸威力的影响,将含有不同敏化剂的乳化炸药经水浴加热不同时间后进行水下爆炸实验并得到压力时程曲线,通过对压力时程曲线进行计算得到相应的爆炸性能参数。结果表明,不同敏化剂敏化的乳化炸药爆速、压力峰值、冲量、比冲击波能、比气泡能以及总能量总体上随着水浴加热时间增加而降低,其中,NaNO_2敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1h后降低量大于10%,物理敏化的乳化炸药总能量在水浴加热1h后降低量小于5%。另外,NaNO_2敏化的乳化炸药在水浴加热后容易散失雷管感度,而物理敏化的乳化炸药不存在散失雷管感度现象。

摘要：染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种新型的太阳能电池,综述了DSSC的非金属有机染料敏化剂的研究现状,分析了各类敏化剂的结构与电池的能量转换效率的关系,并提出非金属有机染料结构的设计思路。

摘要：基于3-(4-(5-(4-(二-(4-甲氧基-苯基)-氨基)-苯乙炔)-噻吩-2-基)-2-氟代苯)-2-氰基-丙烯酸(AS5)敏化剂的D-π-A结构,通过修改π链,设计了2组新型的芳胺类敏化剂.采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)分析了该敏化剂的基态和激发态,同时研究了其几何结构、前线分子轨道、内部电荷转移过程及紫外可见吸收光谱等,此外还计算了该敏化剂的电子注射驱动力、再生效率和光捕获效率等一系列影响敏化效率的理论参数,对所设计分子作为染料敏化太阳能电池敏化剂的性能进行了有效的评估.计算结果表明,当噻吩基团处于敏化剂锚定基团附近位置时,其所对应敏化剂拥有较强的吸收带及较大的内部电荷转移量以及足够大的注射驱动力和再生驱动力等优点.

摘要：以性能优良的三苯胺星射状分子WD8为母体,通过密度泛函理论方法,探讨了取代基团在不同位置时,对母体分子电子性质、光谱性质和电荷传输性能的影响.结果表明,取代基团位置的不同,对分子的前线分子轨道组成基本没有影响.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团取代位置由对位变为间位时,分子的吸收范围最大.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团和1个吩噻嗪-苯基团取代位置由对位变为间位时,分子的EHOMO最大,ELUMO和Eg最小,分子的最大吸收波长最长.当2-氰基-3-呋喃基-丙烯酸基团和2个吩噻嗪-苯基团取代位置由对位变为间位时,分子的电荷传输性能最强.

摘要：DSSC是近年来被广泛研究的一种光伏装置,它以其制作工艺简单、不需昂贵的设备和高洁净度的生产环境等优势,另外,这种太阳能电池还可以用塑料薄膜等柔性材料作为基板使之可弯曲、轻量化,采用印刷技术来生产可进一步降低生产成本等被认为是最有可能替代硅基太阳能电池的未来之星.本文主要简单介绍了染料敏化太阳能电池基本原理、总结了D-π-A型敏化剂分子设计基本思路和近几年来这一类课题的研究进展,希望可以为新进入该领域的研究人员提供一些研究思路.

摘要：以SD2染料分子在DSSC中的性能表现,为了拓宽SD2染料分子的光谱响应范围,降低最低空轨道与最高占用轨道之间的能级差值,现以SD2染料分子的电子给体和电子受体为基本框架,将其原来的吲哚单元和噻吩单元用一种共轭π桥(标记为A)和四种辅助电子受体(标记为1,2,3,4)替换。为了尽可能全面的表征新设计的16种染料分子在DSSC中的相关性能,前线分子轨道能级,紫外可见吸收光谱,自然键轨道分析,分子内电荷转移,电荷及空穴的重组能,短路电流密度和开路电压的相关参数通过量子化学的方法被一一计算出来。根据这些相关物理量的计算结果并结合这些染料分子在上述方面的表现,在这4个新设计的染料分子与二氧化钛结合,通过计算这4种配合物的几何构型,前线轨道分布,电子的垂直激发能,在三氯甲烷溶液中的紫外可见吸收光谱以及在激发过程中的轨道跃迁占比。