【摘 要】
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有机染料由于具有理论上结构可控、合成过程环保、成本低等优点，成为染料敏化太阳能电池中的研究热点。为了提高染料在电池中的电子激发、转移的性能，本论文设计了3类共15种染料，利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对染料的基态和激发态的几何结构、电子分布、能级和光谱等特性进行了系统研究，利用空穴-电子分析和IFCT方法定量考察染料分子在电子激发过程中电子转移量，明确了电子激发的类型。 （1）RL1系列染料
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有机染料由于具有理论上结构可控、合成过程环保、成本低等优点，成为染料敏化太阳能电池中的研究热点。为了提高染料在电池中的电子激发、转移的性能，本论文设计了3类共15种染料，利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对染料的基态和激发态的几何结构、电子分布、能级和光谱等特性进行了系统研究，利用空穴-电子分析和IFCT方法定量考察染料分子在电子激发过程中电子转移量，明确了电子激发的类型。
（1）RL1系列染料的研究表明，由于增加了π桥的共轭程度，受体主要的S0→S1和S0→S3激发时，受体得电子数最多可达到0.23和0.27a.u.（染料RL1-B），远大于染料RL1的0.09和0.05a.u.。RL1-O和RL1-R的共轭单元片段还可以起到了一定的额外供体的作用。因此，4种染料都可以改善RL1分子内回流现象，增强能量转化效率。
（2）HB系列染料的研究表明，三苯基均三嗪不适合单独作为供电子基团，但是在紫外可见区域200~700nm表现出更好的吸收性能，表现出一定的优势。
（3）HBL系列染料的研究表明，通过添加其他电子给体，尤其是双侧添加三苯胺后可以构建Y型结构的染料，新的染料带隙更低，其中三苯基均三嗪基团分别发生了0.154和0.134a.u.的电荷转移，该基团对染料分子的电荷转移跃迁有促进作用。
以上研究成果可以为提高染料敏化太阳电池效率的染料分子设计提供理论依据，对实验合成提供指导。
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