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四甲膦酸酯锚定基团取代的三二亚胺钌光敏剂的合成及其在染料敏化光电化学电池中的应用
摘要： 设计并合成经过适当功能化的钌三二亚胺光敏剂——既要（i）锚定在透明导电氧化物（TCO）上，又要（ii）与水分解催化剂共价偶联——是染料敏化光电化学电池（DS-PECs）中太阳能燃料生产的重要目标。本研究评估了两种制备杂配位[Ru(4,4′-(CH2PO3Et2)2-bpy)2(N^N)](PF6)2复合物的合成路线，特别研究了以半夹心η6-芳烃钌配合物为合成中间体的有机金属合成路径的适用范围与局限性。报告了一系列通过第三种二亚胺N^N配体性质变化而产生的新结构的谱学和电化学表征。
关键词： 光电化学、光敏剂、锚定基团、钌
更新于2025-11-19 16:56:35
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将咕啉嫁接到氧化锌纳米颗粒上
摘要： 两种不同的铜和镓芳基卟啉通过Vilsmeier-Haack反应进行了官能化。随后与氰基乙酸进行Knoevenagel反应，两种配合物的产率均超过90%。通过光谱法、光学分析和X射线晶体学的综合手段对新合成化合物进行了全面表征。此外，还将其作为锚定基团用于ZnO纳米粒子的热液合成。通过SEM、EDS和荧光显微镜分析研究了异质复合材料的形貌，从而证实卟啉大环存在于杂化材料中。
关键词： 咕咯，氧化锌纳米粒子，锚定基团，荧光，克脑文盖尔反应
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于叶绿素衍生物的"全固态"染料敏化太阳能电池光伏性能深度分析
摘要： 将含叶绿素衍生物的"全固态"染料敏化太阳能电池(DSSCs)集成到介孔TiO2电极中，并以2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴作为空穴传输材料。尽管这些叶绿素类染料仅实现了0.26%至0.55%的较低光电转换效率(PCE)，仍系统性地开展了研究以阐明其主要限制因素。为全面理解结构参数（分子结构、锚定基团性质、吸附特性等）与PCE的关系，综合运用了密度泛函理论(DFT)计算、光学及光伏性能测试，并采用4-羧基-TEMPO自旋探针进行电子顺磁共振分析。研究发现，这些DSSCs的复合动力学、前线分子轨道特性以及TiO2表面吸附效率是决定其光伏响应的关键参数。
关键词： EPR（电子顺磁共振）、叶绿素、螺旋藻、固态染料敏化太阳能电池、锚定基团
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于单氰基和双氰基丙烯酸取代吩噻嗪的染料敏化太阳能电池用敏化剂
摘要： 基于吩噻嗪和氰基丙烯酸结构单元的敏化剂被合成用于染料敏化太阳能电池应用。研究了单取代与双取代氰基丙烯酸敏化剂的吸收和电化学性质。由于具有较高的摩尔消光系数，单氰基丙烯酸取代的吩噻嗪敏化剂具有更强的光捕获能力。与双氰基丙烯酸取代的吩噻嗪敏化剂相比，单氰基丙烯酸取代的吩噻嗪敏化剂表现出略高的光伏性能，这归因于敏化剂中锚定基团的影响。
关键词： 太阳能材料、光谱学、锚定基团、染料敏化太阳能电池、吩噻嗪
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过引入苯并噻二唑生色团提高吡啶鎓叶立德染料敏化太阳能电池的效率：一项计算研究
摘要： 具有不同锚定基团的有机吡啶鎓叶立德敏化剂NO108-NO111在染料敏化太阳能电池中展现出诱人的应用前景。为阐明该系列染料的本征敏化机制，我们对自由态和吸附态叶立德的电化学及光谱性质进行了理论计算。此外，为预筛选和优化吡啶鎓叶立德电池的合适候选材料，在性能最优的叶立德NO111中引入苯并噻二唑(BTD)基团，所得染料编码为NO111-1。与NO108中的吡啶-N-氧化物相比，NO111中的丙二酸二乙酯在界面电荷转移、抗聚集及长期稳定性方面表现更优。研究还表明，新型设计的NO111-1敏化薄膜具有更高的理论短路光电流密度上限(≈23 mA/cm2)，且寄生复合速率低于NO111。该结果有望进一步揭示锚定基团对染料性能的影响，有助于设计更高效的吡啶鎓叶立德染料。
关键词： 自组装、吡啶鎓叶立德染料、锚定基团、界面电荷转移、光捕获
更新于2025-09-12 10:27:22
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以2-氰基乙酰苯胺为敏化剂及高效共敏化剂、负载HD-2的染料敏化太阳能电池的分子几何结构、合成及光伏性能研究
摘要： 报道了无金属2-氰基乙酰苯胺类有机染料SA1-6作为敏化剂/共敏化剂在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中的设计、合成及光伏性能。所有染料均满足应用于DSSCs的热力学要求。采用Gaussian09软件包完成了DFT和TD-DFT计算，结果表明这些染料的基态氧化电位(GSOP)与激发态氧化电位(ESOP)之间具有适宜的电荷分离特性。理论数据与实验数据吻合良好。在SA1-6系列染料中，共敏化剂SA1展现出最高8.02%的光电转换效率(PCE)，其开路电压(VOC)达0.682V，短路电流密度(JSC)为20.33 mA/cm2，这归因于该染料分子尺寸最小，能覆盖最大面积的TiO?表面。通过电化学阻抗谱测量获得了SA1-6与HD-2的电子寿命数据，这些结果与实验测得的光伏参数高度一致。
关键词： 2-氰基乙酰苯胺，密度泛函理论，锚定基团，染料敏化太阳能电池（DSSCs）
更新于2025-09-12 10:27:22
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化学、分子科学与化学工程参考模块 || 利用STM研究三脚架分子在Au(111)表面的开关行为
摘要： 电导率是分子结的基本特性之一，对未来分子电子学的应用具有至关重要的意义。众所周知，分子结中的分子功能性与气相中的功能性可能存在显著差异。因此，要合理设计分子电路，必须全面考虑整个系统，包括电极以及分子与引线之间的耦合。除了分子核心结构外，分子的化学设计还需考虑与金属电极形成接触的锚定基团。理想的锚定基团应满足多个要求：最重要的是，它们能使分子以明确的几何构型吸附在指定基底上，并确保分子核心具有足够的电荷传输能力。除合适的锚定基团外，通过分子的整体设计还可控制其与电极的耦合。特别是，分子脚部结构的三足排列能确保明确的吸附几何构型，并可通过设计使官能团从表面突出。这类三维分子特别适合采用扫描探针技术进行接触实验，因为它们避免了通常因塑性变形导致不可逆性的二维分子拾取难题。与平铺的二维分子相比，电子可以以明确的构型注入。扫描探针技术的一个缺点是对脚部结构的可及性有限。
关键词： 锚定基团、扫描隧道显微镜、分子电子学、三足分子、电导率
更新于2025-09-10 09:29:36
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氯膦偶氮III的光异构化与电化学性质实验及第一性原理研究
摘要： 光响应分子已广泛应用于太阳能电池和分子器件中。本文报道了氯膦偶氮III（一种廉价商用分子，此前仅用作土族金属的比色试剂）的光响应行为，重点研究其在溶液或TiO2基底中的光异构化特性。除光机械性能外，研究发现该氯膦偶氮染料在水环境中可见光照射下能产生微弱但不可忽略的光电流。通过密度泛函理论计算解析了该功能分子的结构、电子及光学性质，并提出了提升氯膦偶氮III光电与光机械性能的可能途径，以实现集成器件中光机械与光电性能协同的多功能应用。
关键词： 锚定基团，光电流，光异构化
更新于2025-09-09 09:28:46