额外电子受体功能化的C216基敏化剂光伏性能理论研究

通过向C216染料中插入额外电子受体的分子设计策略，设计了5个具有D-A-π-A结构的新染料，利用密度泛函理论计算和Marcus电荷传输模型研究了其结构、电子、光学及光伏性质．结果表明，插入额外电子受体可以稳定LUMO能级、缩小HOMO-LUMO能隙及显著红移染料的光吸收峰．基于对电子注入/复合速率和效率的估算，预测C216染料在标准光辐射下(100mW·cm^-2)的光电转换效率(PCE)约为7.85%，与实验测量值7.70%非常接近，证明本文所用计算方案是可靠的．采用同一方案，预测所设计染料A4/A5的PCE值高达14.29%/15.47%，约为C216的1.82/1.97倍，说明染料A4和A5是潜在的高性能染料候选物，值得进一步实验研究．