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给电子基团对吲哚染料电子结构和吸收光谱的影响(英文)被引量：3: 2012年; 利用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT), 分别基于B3LYP和PBE1PBE方法研究了一系列含有不同给电子基团的吲哚染料分子(ID1-ID3)的电子结构和吸收光谱性质. 重点比较了不同电子给体对染料的分子结构、吸收光谱以及其在电池中的光伏性能的影响. 结果表明从ID1、ID2到ID3, 随着电子给体中苯环数目的增加, 吲哚分子上的共轭效应逐渐增大, 导致吲哚分子最高占据分子轨道-最低未占据分子轨道(HOMO-LUMO)之间的能隙变窄, 分子的吸收光谱发生红移. 染料分子的吸收光谱和 LUMO 能级分别影响染料的吸光效率和光电转化过程中电子的注入过程, 从而使其二者成为决定电池光伏性能的重要参数. 综合考虑上述两个参数对电池性能的贡献, 通过理论研究证实, 在ID1-ID3系列染料中, ID3具有较长的吸收谱带、较大的分子消光系数和合适的LUMO能级, 从而表现出最为优越的光伏性能, 这与实验得出的结论很好地吻合.; 梁桂杰钟志成陈美华许杰徐卫林和平候秋飞李在房

原位交联杂化型聚合物电解质膜的形成机理、结构模型及其电化学性能被引量：2: 2012年; 合成含有Ti(VI)杂化中心的交联(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)聚酯网络作为基体,水解生成的Nano-TiO2粒子为填料,LiI/I2为导电介质,通过原位聚合复合法制备了Nano-TiO2/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I2交联杂化型聚合物电解质膜.采用局域密度近似(LDA)法、Raman光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线分析(EDXA)探讨了交联杂化聚合物基体的形成机理,并建立了其相应的结构模型.在此基础之上,研究了四异丙氧基钛(Ti(iOPr)4)的含量对Nano-TiO2/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I2电解质膜的结构及电化学性能的影响.研究表明:当Ti(iOPr)4含量高于12%(w)时,Nano-TiO2粒子和Ti(VI)杂化中心的共同作用不仅有效提高了电解质膜的离子电导率(σ),而且显著改善了电解质膜与电极间的界面稳定性;Ti(iOPr)4含量为48%(w)时,电解质膜的室温离子电导率达到最大值9.72×10-5S·cm-1,电解质膜的界面电阻于6d后趋于稳定.; 梁桂杰钟志成许杰徐卫林陈美华张增常李文联; 关键词：聚合物电解质染料敏化太阳能电池离子电导率

基于新型交联聚合物电解质的准固态染料敏化太阳能电池被引量：7: 2012年; 采用柠檬酸(CA)交联聚乙二醇(oligo-PEG,平均分子量Mw=200,400,1000,2000),合成具有可生物降解性能的聚柠檬酸-乙二醇(PCE)交联聚酯,并以此为基体材料制备得到准固态的三维交联型PCE/LiI/I2聚合物电解质.采用红外吸收光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、扫描电镜(SEM)和Raman光谱分别对PCE基体的分子结构、聚合物电解质的微观形貌以及导电离子对的存在形式进行表征;通过线性扫描伏安法(LSV)研究了聚合物电解质的离子扩散系数、电导率以及电池的输出电流-电压(I-V)性能.结果表明,PEG的分子量影响PCE基体膜的微观形貌及其吸液性能,从而影响聚合物电解质的离子导电性能及电池的光电性能:随着PEG分子量Mˉw从200,400,1000增大到2000,PCE基体膜的结构变得疏松,吸液率增加,吸液溶胀后的基体中I-3的跃迁活化能降低,导致电解质的电导率和电池的短路光电流密度随之增加;在60mW·cm-2的入射光强下,四种电解质对应电池的光电转化效率依次为3.26%、3.34%、4.26%和4.89%.; 梁桂杰钟志成许杰张增常陈美华李在房和平候秋飞; 关键词：聚合物电解质交联吸液性能离子电导率

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湖北省自然科学基金(2011CDC062)