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J-GLOBAL ID：201802253516706131   整理番号：18A2220501

色素増感太陽電池における金属フリー有機D-π-A染料の合理的設計:密度汎関数理論(DFT)と時間依存DFT(TD-DFT)研究からの洞察【JST・京大機械翻訳】

Rational design of metal-free organic D-π-A dyes in dye-sensitized solar cells: Insight from density functional theory (DFT) and time-dependent DFT (TD-DFT) investigations

著者 (3件)： Lu Teng-Fei (Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, Jilin University, Changchun, 130023, People’s Republic of China) ,  Li Wei (Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, Jilin University, Changchun, 130023, People’s Republic of China) ,  Zhang Hong-Xing (Laboratory of Theoretical and Computational Chemistry, Institute of Theoretical Chemistry, Jilin University, Changchun, 130023, People’s Republic of China)
資料名： Organic Electronics  (Organic Electronics)
巻： 59  ページ： 131-139  発行年： 2018年 
JST資料番号： W1352A  ISSN： 1566-1199  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 色素増感太陽電池(DSSC)応用のための潜在的な高効率色素増感剤の探索は,現在も魅力的である。複数の設計戦略を有する有機染料の電子ドナーおよびπ-架橋基の操作により,一連の有望な有機D-π-A染料を理論的に開発した。密度汎関数理論(DFT)および時間依存DFT(TD-DFT)計算を用いて,孤立染料および染料-TiO_2結合系の幾何学,電子構造および光学的特徴を解明した。拡張Huckel理論(EHT)の枠組みにおける量子動力学シミュレーションを行い,染料/TiO_2界面を横切る界面電子移動過程をシミュレートした。短絡光電流密度と開回路光起電力に影響する重要なパラメータを詳細に解析した。これらの結果は,さらに拡張したπ-架橋を有する染料が徐々に赤方偏移した吸収スペクトルと最高被占分子軌道(HOMO)エネルギーの持続的減少を有することを示唆した。拡張π共役架橋は,染料HOMOと電解質の酸化還元電位の間の好ましくないエネルギー配列から生じる注入電子と電解質間の電荷再結合の増加のために性能を劣化させ,非効率的な染料再生過程をもたらす。これは,より長いπブリッジがDSSC性能に有益でないという実験的観察を合理化する。カルバゾールまたはクマリン電子ドナー基によるトリフェニルアミン供与体のさらなる置換は,HOMOレベルを下げ,非効率染料再生問題を避けることができるが,他の有益な特性を克服することができる。本研究で行ったシミュレーションは,DSSC応用に向けた金属フリー有機染料の実験的最適化のための一般的な設計原理を提供した。Copyright 2019 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *染料 ,  ドナー ,  界面 ,  シミュレーション ,  *密度汎関数法 ,  最適化 ,  酸化還元電位 ,  *色増感 ,  分子構造 ,  HOMO ,  電子構造 ,  *時間依存性
準シソーラス用語： π共役 ,  有機染料 ,  *色素増感太陽電池 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 光収穫 ,  分子構造 ,  界面電荷移動 ,  拡張Huckel理論 ,  πスペーサ

分類 (1件)： 電池一般  (YB04010O)

タイトルに関連する用語 (8件)： 色素増感太陽電池 ,  染料 ,  設計 ,  密度汎関数理論 ,  DFT ,  TD-DFT ,  研究 ,  洞察