噻吩基π-桥对锌卟啉染料光电性能的影响

摘要

为了系统探究噻吩基π-桥对卟啉染料敏化剂光电性能的影响规律和影响机制,选择噻吩、联二噻吩、联三噻吩、并二噻吩和并三噻吩基团作为π-桥设计构建了锌卟啉染料敏化剂,并采用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法计算模拟卟啉染料敏化剂的光谱吸收、分子内电荷转移以及电子注入和染料再生等性质。研究结果表明,噻吩基π-桥的不同主要影响卟啉染料敏化剂吸收光谱的强度,对吸收光谱范围的影响不大。相比以噻吩作为π-桥的卟啉染料敏化剂,联二噻吩、联三噻吩、并二噻吩和并三噻吩作为π-桥均可以增强染料敏化剂分子的吸光强度,有利于提高卟啉染料敏化剂的捕光效率。但它们的引入也增大了空穴-电子的重叠程度,降低了染料再生能力,染料敏化剂分子内电荷转移能力和再生能力有待于进一步提高。联三噻吩作为π-桥使卟啉染料敏化剂具有最大的光捕获效率,但同时也具有最差的分子内电荷转移能力和染料再生能力。

关键词

卟啉 / 染料敏化剂 / 噻吩 / π-桥 / 光电性能 / 密度泛函理论