单一天然染料制备染料敏化太阳能电池

目的研究天然染料敏化太阳能电池的光电性能并降低其生产成本,提高染料敏化太阳能电池的制作效率.方法采用一种有效的天然染料的提取与纯化方法,从不同种类的植物中提取了十一种天然染料,包括蔬菜、水果、茶叶等,组装成天然染料敏化太阳能电池,并检测其光电性能,最后对各个天然染料敏化太阳能电池的光电性能进行分析.本实验还采用了静电喷镀的技术,将染料喷镀到工作电极上,并将采用静电喷镀技术得到的结果与传统浸泡的方法相比较.结果采用蓝莓制备的染料作为光敏剂敏化的太阳能电池在所研究的十一种染料中表现出最好的光电性能,其光电转化效率达到1.11%.结论这种静电喷镀技术不仅提高了染料敏化太阳能电池的制作效率,从检测结果看,染料的吸光度也大大提高,为染料敏化太阳能电池光电转化效率的提高以及未来染料敏化太阳能电池的商业化发展奠定了基础.     

振动诱导发光(VIE)分子材料的应用研究进展

二氢二苯并吩嗪类衍生物具有独特的振动诱导发光机制,该分子可在单波长激发的情况下呈现不同比率形式的红色与蓝色荧光,该荧光双发射特性已被广泛应用于多领域研究,如有机光电材料、比率式荧光探针及超分子凝胶等。本文对振动诱导发光材料的发光机理及其研究进展进行了综述,并对二氢二苯并吩嗪类衍生物在生物医学领域的应用潜力进行了展望。     

光响应型主客体超分子聚合物

通过主客体非共价键作用将光响应基团引入超分子聚合物体系中可以获得光响应型超分子聚合物,此类聚合物在自愈合体系、聚集诱导发光、光控组装等领域具有重要应用。综述了近期基于冠醚、环糊精、杯芳烃、柱芳烃和葫芦脲为主体的光响应超分子聚合物的合成与性质,并对此类主客体超分子聚合物的发展前景进行了展望。     

叶绿素铜钠作为敏化剂的理论与实验研究

研究了天然色素叶绿素铜钠作为染料敏化太阳能电池的敏化剂。通过吸收光谱,红外光谱,I-V特性对天然染料叶绿素铜钠进行分析。此外,应用密度泛函理论和含时密度泛函理论对染料分子激发态计算与探究。染料的敏化太阳能电池中的光电转换率η=0.07%,开路电压VOC=0.44V,短路电流密度JSC=0.33 m A cm-2,填充因子ff=0.48,叶绿素铜钠在溶液中的电子驱动力要高于真空为-2.63e V。     

共敏化有机染料分子对敏化太阳能电池短路电流密度的影响

基于实验报道的有机共敏化剂D35和XY1,运用量子化学手段研究了有机染料的电子结构和光电转换效率之间的关系.通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了电子结构和电子吸收光谱,研究对比了基于D35衍生设计的染料分子1-6.结果表明,D35分子共轭桥的甲氧基化提高了染料分子的可见光吸收强度,拓宽了光谱响应范围,使共敏化有机染料电池的最大短路电流密度明显提升.该研究可为有机染料共敏化太阳能电池的理性分子设计提供理论依据.     

利用激子敏化层研究蓝色有机发光器件的激子扩散问题

制备了发光层采用CBP:N-BDAVBi掺杂系统的蓝色有机电致发光器件.将窄带隙的红色荧光染料DCJTB超薄层作为激子敏化层插入器件发光层的不同位置,通过对所制备的器件电致发光光谱的分析,定性研究了器件激子产生区域的位置,同时对激子的扩散问题作进一步分析.     

基于Zn_2SnO_4纳米线固态染料敏化太阳能电池光生电荷分离与光电性质研究

采用水热法在不锈钢滤网上制备出Zn2SnO4纳米线.首次通过制备Zn2SnO4纳米线/CBS异质结构来提高复合体系的光生电荷分离效率;逐步改变CBS厚度系统研究了Zn2SnO4纳米线/CBS染料敏化太阳能电池的光电转换效率.结果表明Cu4Bi4S9为1.0μm时,Zn2SnO4纳米线/Cu4Bi4S9异质结具有最强稳态和电场诱导表面光伏效应,对应染料敏化电池最高光电转换效率为4.12%.从光吸收、薄膜厚度、内建电场和能级匹配等几个方面,讨论了异质结和固态染料敏化电池中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

基于位阻效应调控的D- A-π- A型三苯胺敏化染料的设计与性能研究

纯有机敏化染料分子结构，特别是染料分子的平面性变化能够有效调控分子的多种性能.将具有不同位阻效应的甲氧基和羟基基团分别引入到染料分子中，合成了具有D-A-π-A结构的敏化染料CS-75和CS-76,并对其结构和性能进行了深入研究.结果表明，具有较小位阻效应基团的CS-76的平面性更强，其产生较强的H-聚集导致荧光寿命和电子注入效率均低于CS-75,基于CS-76的电池器件的光电转换效率也较低.这项工作为纯有机敏化染料的分子设计提供参考.     

染料敏化太阳电池及其光阳极研究

染料敏化太阳电池因其安全无毒、制作工艺简单、成本低廉等优势,在研究和开发方面得到广泛关注和重视。该文介绍了染料敏化太阳电池及其光阳极研究进展。指出了染料敏化太阳电池光阳极新材料和结构改进努力的方向。     

可见光敏化铕发光配合物研究进展

稀土离子的敏化发光研究一直是有机稀土发光配合物领域的热点问题。在活体生物成像和荧光免疫分析领域,与紫外光激发相比,可见光激发具有可有效降低背景光的干扰和减少对生物组织的损伤等优点,因此,可见光激发有机稀土配合物的发光研究受到了稀土探针制备方面研究人员的广泛关注。在上述配合物中,三价铕离子配合物可获得较高的发光量子产率,且其特征发射为红光,因此,这类配合物在成像和免疫分析领域更加引起了研究者的极大兴趣。本文就近年来可见光敏化有机铕配合物的发光机理、敏化配体的类型、配合物的发光性能等方面进行了综述,分析了不同的敏化配体对三价铕离子配合物发光性质的影响,指出了要从如何制备敏化配体方面来探索创造具有优异发光性能的有机铕配合物。     

石墨烯/金丝桃素纳米复合材料的制备及其应用研究

正金丝桃素~([1])(hypericin,HY)是从金丝桃属植物中分离得到的一种活性组分,属于萘骈二蒽酮类化合物,其分子结构如图1.研究表明,HY具有重要的生物学活性,有抗肿瘤、抗抑郁、抗病毒和增强免疫力等作用,除此之外,HY作为一种天然的光敏染料,具有光敏活性高和特征吸收波长长的特点.与目前已应用到染料敏化太阳能电池研究领域中的一些经典光敏染料N3、N719和"黑染料"等相比~([2]),     

高原型玫瑰花染料敏化太阳能电池的研究

文中采用酸、碱及中性溶液从高原型玫瑰花中提取色素制成染料敏化太阳能电池所需的染料。通过对提取出的高原型玫瑰花染料用于敏化太阳能电池后进行光电性能测试和量子效率测试,得到在一定的条件下提取的高原型玫瑰花染料用于敏化太阳能电池获得0.26%的光电转换效率。     

三苯胺类太阳能电池染料敏化剂的研究进展

染料敏化太阳能电池(简称DSSC)以成本低、易于制造、可大面积生产和环保的特点受到广泛关注。染料敏化剂是DSSC的核心组成部分,起着收集太阳光并将激发态电子注入到半导体导带的作用,对光电转换效率至关重要。有机染料易于合成,通过分子设计可以调控光物理和电化学特性。三苯胺是强的供电子基团,其非平面空间结构使得染料分子聚集程度减弱,这些性能均有利于提高染料的吸收性能和电子传输效率。以三苯胺或取代三苯胺作为给电子体的有机染料敏化剂,提高了太阳能电池的光电转化效率,是近年来的研究热点。     

郑万泉 教授

<正>郑万泉,男,1956年8月生,江汉大学交叉学科研究院自然能源研究中心首席科学家。1982年1月在复旦大学物理系获得学士学位;1986年5月在法国综合理工学院量子光学专业获得博士学位。现任法科研中心研究员,2001年至今,担任法国巴黎十一大分子分子科学研究所研究员;2008年以来,与法国巴黎第11大学物理化学实验室的资深电化学专家和中国珈伟太阳能公司合作,共同研究开发新一代太阳能电池(染料敏化/量子点敏化太     

X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF,LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下，对X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF, LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算. 根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键, 而Li-F键则为离子键而非共价键. H3N…Y (Y=HF，LiF)、H2O…Y (Y=HF，LiF)中的氢键或锂键源于静电相互作用, 并非共用电子的共价键. 结合能的计算表明: 与HF相比, LiF与X (X=LiF, H2O, NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为 LiF > NH3 > H2O. 红外振动频率分析表明HF与NH3、H2O形成红移氢键,即 H-F键长增加, 相应的H-F伸缩振动频率降低. H3N…LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少. 而LiF与H2O形成锂键后，键长增加0.016 ?，而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1 , 即蓝移锂键.     

染料敏化太阳能电池碳对电极研究进展

综述了染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSC)结构和对电极作用以及近年来染料敏化太阳能电池对电极材料种类及研究进展.重点介绍了染料敏化太阳能电池碳对电极研究进展,包括碳材料性能,碳材料对电极制作工艺和各种性能参数,以及碳对电极与其他材料对电极相比优缺点.最后提出,由于碳对电极导电性能和催化性能良好,光电效率相对较高,且价格低廉,碳材料制备对电极具有广阔发展前景,已成为目前染料敏化太阳能电池重要研究方向.     

X…Y(X=LiF，NH3，H20;Y=HF，LiF) 复合物中锉键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下,对X...Y(X=LiF,NH3,H2O; Y=HF,LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键,而Li-F键则为离子键而非共价键H3N...Y (Y=HF,LiF),H2O...Y (Y=HF,LiF)中的氢键或铿键源于静电相互作用,并非共用电子的共价键结合能的计算表明:与HF相比,LiF与X (X=LiF,H2O,NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为LiF gt; NH3 gt;H2O红外振动频率分析表明HF与NH3,H2O形成红移氢键,即H-F键长增加,相应的H-F伸缩振动频率降低H3N...LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少而LiF与H2O形成铿键后,键长增加0.001 6nm,而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2c;m,即蓝移铿键.     

D-A-π-A型染料WS-9分子中π桥和锚基的修饰与理论表征（英文）

目的为了提高染料敏化太阳能电池的效率,分析分子结构的改变对其光伏性质的影响。方法以合成的D-A-π-A型高效吲哚染料WS-9为基础,设计了6种全新的染料,通过密度泛函和含时密度泛函理论对影响电池性能参数的相关分子性质如电子结构、光谱性质、跃迁偶极矩、分子内重组能、电荷注入速率趋势等进行了深入的分析。结果通过对新设计的分子在光吸收过程中的直接——间接过渡的注入行为的分析,发现新分子与二氧化钛吸附体系的轨道耦合程度较染料WS-9强,含硫羧酸染料与羧酸染料的性能相当。结论含硫羧酸的分子1和环芴二噻吩为π桥的分子6可以更好地改善电池性能参数(开路电压、短路电流密度)。     

染料敏化太阳能电池纳晶TiO2多孔薄膜研究进展

染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种非常有前途的清洁太阳能光电转化装置.其中,光阳极是DSC的工作电极,起着吸附染料分子、接收和传输电子的作用.阳极的微结构(孔径、孔隙率、粗糙因子)和组成对于提高电池的光电催化、转化效率具有决定作用.主要综述了染料敏化太阳能电池中TiO2光阳极的制备、改性方法以及添加剂对纳晶TiO2多...     

染料敏化太阳电池新材料及规模制备研究2013年度进展报告

新型染料的设计、合成、结构表征及物性理解;研究染料、半导体纳晶薄膜及电解质相关的电荷分离、电荷转移和电荷输运基本物理过程。光功能分子在半导体表面的微结构表征,利用时间分辨光谱和电学测量技术,考察复杂界面电荷转移动力学机制。澄清染料分子结构-组装体微结构-电荷转移动力学-器件参数之间的内在关联机制。逐渐建立染料敏化太阳电池微尺度界面电荷转移、电荷复合与载流子输运及器件物理模型。