April 8, 2011Open Access
View Full Paperطيف الامتصاص ومستويات الطاقة للحالة المثارة لصبغة N719 على TiO2 في نماذج خلايا الطاقة الشمسية الحساسة للصبغة
Key Points
Key points are not available for this paper at this time.
Abstract
قمنا بدراسة طيف الامتصاص ومحاذاة طاقات الحالة الأساسية والحالة المثارة لمستشعر N719 Ru(II) النموذجي الم adsorb على نموذج TiO2 الممتد من خلال حسابات DFT/TDDFT عالية المستوى. الطيفان المحسوب والتجريبي لامتصاص الصبغة على TiO2 يتفقان بشكل ممتاز ضمن نطاق الطاقة الذي تم استكشافه، مع انحراف أقصى للامتصاص أقل من 0.1 eV، مما يتيح لنا تحديد الانتقالات الإلكترونية الأساسية. نجد أن أدنى حالة مثارة فعالة بصريًا تقع حوالي 0.3 eV فوق أدنى حالة TiO2. هذه الحالة لها مساهمة كبيرة من مدارات π* للصبغة، مختلطة بشدة مع حالات TiO2 غير المشغولة. تم حساب اقتران قوي بالمثل للانتقالات الأعلى التي تشكل نطاق الامتصاص المرئي الذي يتمحور حول 530 نانومتر في النظام المدمج. يمكن التنبؤ بمكون حقن الكتروني سريع جدًا، تقريبًا فوري، بناءً على الاقتران القوي وتطابق طيف الامتصاص المرئي وكثافة حالات TiO2 غير المشغولة. من المدهش أن هذه الآلية “تقريبًا مباشرة” للحقن، التي تتوافق مع الإثارة من حالة الصبغة الأساسية إلى حالة مثارة متمركزة بشكل كبير ضمن أشباه الموصلات، تؤدي إلى نفس ملف الامتصاص تقريبًا كما هو الحال للصبغة في المحلول، على الرغم من الطبيعة المختلفة بشكل جذري للحالات المثارة الأساسية. استنادًا إلى حساباتنا، يبدو إذن أنه لا يوجد حد أدنى كبير لزمن