激发态

产业化生产。1染料敏化太阳能电池染料敏化他也能电池(DSC)是一种有机化合物和无机化合物杂化的太阳能电池，在太阳光的照射下，光敏染料具有较高的摩尔消光系数和较宽的吸收光谱收集太阳能，同时处于光激发态的
染料可以有效的进行电荷分离，半导体薄膜将染料激发态的电子传导至外电路。经过二十多年的发展染料敏化太阳能电池的实验室能量转换效率由最初的7.1%提高到11%以上。大面积的DSC组件可以提供相对较高的工作

国家实验室（筹）表面实验室博士生焦扬、张帆、丁子敬和孟胜研究员等最近对基于有机分子的太阳能电池机理作了细致的理论和实验研究。使用包含激发态信息的含时密度泛函理论模拟，他们发现在TiO2界面上分子的能级受
界面化学键的振动所调制，从而直接影响激发态电子向半导体注入的动力学过程和效率【Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 13196（2011）】。接着，他们和清华大学任俊博士、哈佛大学

人们进一步提高太阳能电池性能。 中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面实验室博士生焦扬、张帆、丁子敬和孟胜研究员等最近对基于有机分子的太阳能电池机理作了细致的理论和实验研究。使用包含激发态
信息的含时密度泛函理论模拟，他们发现在TiO2界面上分子的能级受界面化学键的振动所调制，从而直接影响激发态电子向半导体注入的动力学过程和效率【Phys. Chem. Chem. Phys. 13

激发态信息的含时密度泛函理论模拟，他们发现在TiO2界面上分子的能级受界面化学键的振动所调制，从而直接影响激发态电子向半导体注入的动力学过程和效率【Phys. Chem. Chem. Phys. 13
的通过氰基和羧基共吸附、含有Ti-N键的表面构型在能量上最稳定（图1）。这改变了人们的普遍认识：氰基在吸附中起到关键作用，它对界面稳定性、电化学性质的影响往往被忽视。通过电子结构计算和激发态电子动力学

太阳能电池转换效率的关键。（2）染料敏化TiO2太阳能电池染料敏化太阳能电池原理上的诸多优势：由于几乎所有染料激发态上的电子可以有效地注入到半导体导带中，减少了电子与空穴复合的机会，有利于提高 光电转换

染料激发态上的电子可以有效地注入到半导体导带中，减少了电子与空穴复合的机会，有利于提高 光电转换效率;此外，不仅原料和制造成本低，而且所用材料对环境影响小，具有代表性的增感色素Ru色素的毒性很低，电池的

到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿，进入TiO2导带中的电于最终进入导电膜，然后通过外回路产生光电流。 纳米晶TiO2太阳能电池的优点

制成电极，此外NPC电池还选用适当的氧化一还原电解质。纳米晶TiO2工作原理：染料分子吸收太阳光能跃迁到激发态，激发态不稳定，电子快速注入到紧邻的TiO2导带，染料中失去的电子则很快从电解质中得到补偿

、电解质溶液以及镀Pt对电极构成的"三明治"式结构电池.光电转换机理如下:1)太阳光(h)照射到电池上,基态染料分子(S)吸收太阳光能量被激发,染料分子中的电子受激跃迁到激发态(S3);2)激发态的电子
表面具有良好的吸附性,能够快速达到吸附平衡,且不易脱落,染料分子母体上应有易于纳米半导体表面接合的基团,如-COOH,-SO3H,-PO3H2等;2)足够负的激发态氧化还原电势以使电子注入到半导体导带;3

波段的紫外线或能有效猝灭地激发态高分子的能量，或具有足够的能力捕获光氧化产生的自由基。然而实际上光稳定剂的机理十分复杂，同一种化合物往往可以多种方式发挥光稳定剂稳定效用，在EVA聚合物中添加光稳定剂能否