研究目的
研究界面吸附构型对化学计量比和缺陷态TiO2锐钛矿(101)晶面染料敏化太阳能电池性能的影响。
研究成果
研究表明，与双齿配位相比，羧基和氰基以三齿配位模式结合能产生更高效的界面电子转移速率，并使导带发生上移。缺陷表面的吸附构型会诱导导带底进一步上移并实现相对快速的界面电子转移，这表明通过界面设计和表面处理有望提升染料敏化太阳能电池的性能。
研究不足
该研究侧重于理论探讨和计算模拟，可能无法完全涵盖所有实验条件和变量。
界面吸附构型对化学计量比和缺陷态TiO2锐钛矿(101)面染料敏化太阳能电池性能的影响：一项理论研究
DOI：10.1039/C9CP06784A
期刊：Physical Chemistry Chemical Physics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
界面吸附构型对染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光伏性能具有重要影响，因此需要通过理论研究进一步理解不同吸附构型对化学计量比和缺陷TiO2（101）表面的短路光电流密度（JSC）与开路电压（VOC）的影响。本文采用DFT和TD-DFT方法，计算了具有不同给电子基团和α-氰基丙烯酸锚定基团（T1-3）的供体-π桥-受体（D-π-A）型卟啉染料单体及其/TiO2体系的吸附情况。首次对比分析了化学计量比与缺陷表面染料/TiO2体系的界面电子注入（IET）和态密度（DOS），深入揭示了影响DSSC效率的电子学因素，该结果能合理解释JSC和VOC的实验变化趋势。研究表明：相比双齿配位，羧基与氰基以三齿配位模式结合可实现更高效的电子注入速率并使导带发生上移。更有趣的是，我们发现含O2c空位的缺陷表面吸附构型（尤其是通过羧基两个氧原子键合的模式）会诱导更显著的导带底上移和相对快速的电子注入。
作者：
Guang Yang，Guomin Sui，Yuxia Liang，Xiaodong Xue，Yaqing Feng，Bao Zhang
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