分子工程设计的萘-咔唑席夫碱染料用于共敏化 dye-sensitized solar cells（DSSCs），实现了29.4%的室内光电转换效率以及出色的稳定性

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Molecularly Engineered Naphthalene–Carbazole Schiff Base Dyes for Co-Sensitized DSSCs Achieving 29.4% Indoor Efficiency and Exceptional Stability

高效室内适用的共敏化染料分子设计与协同效应研究。

　　

摘要

设计、合成并评估了两种新型的供体-供体π-锚定萘-咔唑染料（NCA-1和NCA-2），作为与N719协同敏化的物质用于染料敏化太阳能电池（DSSCs）中。通过DFT计算支持的光学和电化学分析表明，供体的取向和锚定拓扑结构对分子内的电荷转移（ICT）和轨道分布有重要影响。在标准光照条件下，NCA-1和NCA-2的效率分别为3.08%和3.80%。与N719和CDCA协同敏化显著拓宽了光谱覆盖范围并抑制了电荷复合，使得效率分别提升至9.90%（NCA-1?+?N719）和10.56%（NCA-2?+?N719）。在室内光照条件下（1000 lx，0.283 mW·cm^?2），NCA-2?+?N719装置的功率转换效率达到了29.4%，显示出优异的室内能量收集能力。电化学阻抗谱（EIS）和开路电压衰减（OCVD）实验证实了电荷复合的减少和电子寿命的延长，而热重分析（TGA）则验证了其优异的热稳定性。这些结果强调了供体-供体结构的分子工程以及协同敏化策略在实现高效且稳定的DSSCs方面的有效性，这种电池适用于室内外光伏应用。