【摘 要】
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本文基于第一性原理,采用密度泛函理论方法,主要研究染料敏化太阳能电池光阳极内部电荷分离转移特性。以锐钛矿型TiO2为光阳极半导体材料,以电子供体-共轭桥-电子受体（donor-
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本文基于第一性原理,采用密度泛函理论方法,主要研究染料敏化太阳能电池光阳极内部电荷分离转移特性。以锐钛矿型TiO2为光阳极半导体材料,以电子供体-共轭桥-电子受体（donor-π-acceptor,D-π-A）结构的有机染料分子为光敏剂,研究了染料分子的吸附特性以及染料分子/TiO2（101）体系的几何结构和电子结构,并在此基础上分析了染料分子/TiO2（101）体系的界面电荷分离转移机制。在计算过程中,采用DFT+U方法,对Ti3d轨道增加库仑排斥项（取U=6eV,J=0.5eV）,显著提高电子结构计算结果的准确性。通过理论计算,我们确定染料分子在锐钛矿型TiO2（101）表面的最稳定吸附构型为双齿桥接方式,并由此构建多种染料分子/TiO2（101）体系。计算各体系的几何结构和态密度、电荷密度、Bader电荷等电子结构,在此基础上通过分析染料分子/TiO2（101）体系的部分态密度、前线晶体轨道等电子性质,详细研究了复合体系界面电子转移的整个过程,并精确计算了电子注入时间。
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