- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
新型四锚定A2-D-D-D-A2结构敏化剂的合成与表征，用于高效染料敏化太阳能电池
摘要： 设计、合成并表征了新型无金属有机染料TET(RA)4、TET(CA)4和TET(QA)4作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）的有效敏化剂。这些新型推拉式敏化剂采用由3,4-乙撑二氧噻吩和两个三苯胺分子连接形成的TPA-EDOT-TPA（TET）供电子基团，直接连接四锚定基团（A）构成A2-D-D-D-A2结构，未使用任何π间隔基。通过三种不同锚定基团系列——罗丹明-3-乙酸（RA）、氰基乙酸（CA）和2-甲基喹啉-6-羧酸（QA），研究了锚定基团对DSSCs电化学、热力学、动力学及光伏效率的影响。其中TET(QA)4器件展现出最高综合性能：光电转换效率（PCE）达5.13%，短路电流密度（JSC）为12.71 mA·cm?2，开路电压（VOC）0.62 V，填充因子（FF）65.36%，最大入射光子转换效率（IPCE）75%。光学与电化学研究表明，相比TET(RA)4和TET(CA)4，TET(QC)4具有更高的电子注入自由能（ΔG°inj）和重组电阻（Rrec），这解释了含喹啉-6-羧酸（QC）锚定基团的TET(QC)4具有优异电荷分离能力和更高PCE。DFT与TD-DFT分子模拟显示有效电荷分离：最高占据分子轨道（HOMO）离域在整个供体骨架（TPA-EDOT-TPA）上，最低未占分子轨道（LUMO）仅离域在供体体系同侧的两个锚定基团上，形成强HOMO-LUMO重叠及与TiO2纳米颗粒表面的紧密电子耦合以促进电子注入。计算所得能隙（E0-0）值及基态/激发态氧化电位与实验结果完全吻合。
关键词： 敏化剂、分子建模、光伏、合成、能量转换
更新于2025-09-16 10:30:52
-
高效有机光伏材料的构建基石：后富勒烯ITIC体系中的分子、晶体与电子特性相互作用
摘要： 精确的单晶X射线衍射数据为比较和对照体异质结光伏小分子受体结构与堆积的原子级细节提供了独特机会，同时也为计算电子结构和电荷传输分析奠定了重要基础。本文报道了能实现迄今最高效率有机太阳能电池的n型半导体——3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩(ITIC)及其七种衍生物（包括三种新晶体结构：3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-丙基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩(ITIC-C3)、3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(3-己基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩(m-ITIC-C6)和3,9-双(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰亚甲基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-丁基苯基)-二噻吩[2,3-d:2',3'-d']-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩(ITIC-C4-4F)）的衍射晶体结构与计算分析。IDTT受体通常以π-π间距3.28-3.95 ?的面对面方式堆积，同时观察到S?π相互作用短至3.21-3.24 ?的边对面堆积。此外，ITIC端基种类和侧链取代基会影响非共价相互作用（如氢键、π-π）的性质与强度，从而与晶体堆积模式、电子结构和电荷传输性质相关联。密度泛函理论(DFT)计算揭示了较大的最近邻分子间π-π电子耦合(5.85-56.8 meV)，并将能带结构性质与单晶中的色散相互作用及核-端基极化效应相关联。总体而言，这项结合实验与理论的研究揭示了茚并二噻吩二噻吩(IDTT)受体晶体工程策略的关键见解，以及高效富勒烯后小分子受体的通用设计规则。
关键词： 密度泛函计算、晶体结构、非富勒烯、分子建模、太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
-
基于2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑的荧光席夫碱的合成、表征、生物活性及理论研究
摘要： 通过2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑与2-羟基-4,6-二甲氧基苯甲醛反应，制备了一种新型席夫碱化合物(E)-3,5-二甲氧基-2-((6-甲氧基苯并[d]噻唑-2-亚胺)甲基)苯酚，并采用元素分析、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振及单晶X射线衍射技术进行表征。运用分子模拟方法研究了该合成化合物的前线分子轨道、分子静电势及化学反应活性描述符。通过测定最低抑菌浓度，考察了该席夫碱的抗菌和抗真菌活性，结果显示其对酵母菌的作用强于细菌。采用紫外-可见光谱和凝胶电泳法研究了该化合物与DNA的相互作用，实验表明该2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑类席夫碱能以嵌插模式结合DNA，并可在无需外加试剂条件下断裂DNA。此外，该席夫碱在二甲基亚砜中对氟离子和氰根离子表现出比色传感性能。
关键词： 生物活性、分子建模、DNA结合、2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑、传感器
更新于2025-09-10 09:29:36
-
新型单取代钌(II)配合物的结构-性能关系：供体与受体辅助配体对染料敏化太阳能电池高光电流及高效性能的影响
摘要： 通过Knoevenagel反应合成了两种基于D-D-π和π-A-π-A辅助配体的新型高摩尔吸光系数单取代联吡啶钌(II)配合物IA-5与IA-6，用于研究电子给体/受体辅助配体及锚定基团(COOH)数量对染料敏化太阳能电池(DSSCs)光捕获效率(LHE)、基态/激发态氧化电位、入射光子-电流转换效率(IPCE)、短路光电流密度(JSC)及总光电转换效率(η)的影响。器件性能测试显示：IA-6染料的最大光电转换效率达7.81%(JSC=17.61 mA cm?2，VOC=0.69 V，FF=64.05%)，优于N719染料的7.74%(JSC=15.83 mA cm?2，VOC=0.74 V，FF=65.37%)。通过UV-Vis、发射光谱、FT-IR、ESI-MS和1H NMR表征了IA-5与IA-6的分子结构，并采用Gaussian软件进行分子建模研究，DFT/TD-DFT计算获得的HOMO/LUMO能级面、最低单重态-单重态电子跃迁能(E0-0)、基态/激发态氧化电位(GSOP/ESOP)等热力学及电子性质与实验结果高度吻合。值得注意的是，在IA-5辅助配体中引入强电子受体苯并二噻唑后，其前沿LUMO能级较2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸发生100%位移至含苯并二噻唑的辅助配体，且电子注入过程通过连接苯并二噻唑的锚定基团实现。这一将LUMO能级从联吡啶二羧酸迁移至其他辅助配体的新发现，为开发具有更优光捕获能力和更高效率的Ru(II)配合物提供了分子工程学依据。
关键词： 密度泛函理论（DFT）与含时密度泛函理论（TD-DFT）、电子受体、染料敏化太阳能电池、分子建模、电子给体、光能-电能转换
更新于2025-09-10 09:29:36
-
双锌卟啉镊子型主客体复合物中单拓扑结合客体的ECCD表征
摘要： 我们研究了一种具有固有手性的刚性芪联双卟啉钳形化合物用于激发耦合圆二色性（ECCD）表征一系列单顶端结合胺类客体分子的可能性。在1:10至1:70的较低钳形物:胺（主体:客体）比例范围内，多种单胺均显示出CD信号。对于产生最强CD信号的胺类，发现其结合化学计量比为1:2，这可能是由于复合物中存在客体-客体相互作用所致。通过观察CD信号强度与客体间可能存在的非共价结合程度之间的相关性可以得到佐证——我们将这些客体分为无响应、中等响应和强响应三组。分子建模研究进一步支持了这一解释。
关键词： 绝对立体化学、分子建模、双卟啉镊子、单点结合、激子耦合圆二色性
更新于2025-09-09 09:28:46