天然染料敏化太阳能电池的性能评估：叶绿素、花青素和鸡尾酒染料作为敏化剂的密度泛函理论与实验数据的比较,ACS Applied Electronic Materials
染料敏化太阳能电池 (DSSC) 因其制造成本低、灵活性强、能量回收时间短以及在漫射光条件下性能更好而成为一种有前途的第三代光伏技术。天然颜料为传统合成染料提供了一种环境和经济上优越的替代品，传统合成染料通常需要复杂的合成并且可能有毒。在这项研究中，我们评估了在两种不同 pH 水平下从蒲桃和锦葵中提取的天然染料作为 DSSC 中的单独和共敏剂的潜力。通过使用各种分析技术，包括紫外可见光谱、傅立叶变换红外（FTIR）、zeta 电位测量和动态光散射，研究了颜料的吸收、尺寸分布和发射等特性。该技术有助于在基材上均匀沉积薄 TiO 2层。此外，还使用密度泛函理论 (DFT) 和时间相关 DFT 进行理论计算，以研究染料的电子和光学特性。经过实验 UV 和 FTIR 数据验证后，该模型用于预测叶绿素 b、花青素及其混合物的其他细胞特性，并与实验观察结果进行比较。结果表明，大多数酸化染料及其组合表现出改善的光吸收能力、增强的分子内电荷转移特性、减小的能隙和增加的J SC。实验证明，pH 3 时的 Antho/Chl 和 pH 3 时的 Chl 可以改善光伏性能。然而，理论上染料的能量转换效率比实验结果高出 60-63%。预计，antho/Chl pH 3 显示出高达 4.22% 的更高功率转换效率，这是通过分别超过 0.991 eV 和 1.536 mA/cm 2的VOC和J SC实现的。
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