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构型限制铜(Ⅰ)基染料的设计合成及在染料敏化太阳能电池中的应用

摘要第3-5页
ABSTRACT第5-6页
第一章 文献综述第11-37页
    1.1 染料敏化太阳能电池研究现状第11-17页
        1.1.1 染料敏化太阳能电池国外研究现状第11-14页
        1.1.2 染料敏化太阳能电池国内研究现状第14-16页
        1.1.3 染料敏化太阳能电池工作原理第16-17页
    1.2 电极研究现状第17-21页
        1.2.1 光阳极研究现状第17-19页
        1.2.2 对电极研究现状第19-21页
    1.3 电解质研究现状第21-25页
        1.3.1 染料敏化太阳能电池液态电解质研究现状第21-23页
        1.3.2 染料敏化太阳能电池固态电解质研究现状第23-25页
    1.4 敏化剂研究现状第25-31页
        1.4.1 纯有机染料第25-27页
        1.4.2 酞菁类第27-28页
        1.4.3 卟啉类第28-30页
        1.4.4 联吡啶金属配合物第30-31页
    1.5 Cu (I) 敏化剂研究现状第31-34页
    1.6 量子化学计算在染料敏化太阳能电池的应用第34-35页
    1.7 本课题研究思路和内容第35-37页
第二章 实验与理论方法第37-49页
    2.1 Cu (I) 基染料制备第37-39页
        2.1.1 实验原料第37-38页
        2.1.2 Cu (I) 盐的制备第38页
        2.1.3 有机膦的制备第38页
        2.1.4 吡啶类衍生物的制备第38-39页
        2.1.5 配合物的制备第39页
    2.2 Cu (I) 基染料的表征第39-41页
        2.2.1 红外光谱(IR)第39-40页
        2.2.2 核磁第40页
        2.2.3 X-射线粉末衍射(XRD)第40页
        2.2.4 X-射线单晶结构第40-41页
        2.2.5 热重(TG)第41页
    2.3 Cu (I) 基染料的光谱性质第41-42页
        2.3.1 紫外光谱(UV-Vis)第41-42页
        2.3.2 荧光光谱测试第42页
    2.4 光电性能测试第42-43页
    2.5 量子化学计算第43-49页
        2.5.1 量子力学基础第43-45页
        2.5.2 密度泛函理论第45-47页
        2.5.3 局域密度近似第47-48页
        2.5.4 计算软件第48-49页
第三章 配位环境对铜基染料发光性质的影响第49-84页
    3.1 引言第49页
    3.2 配合物的合成第49-51页
        3.2.1 配合物[Cu_2(pmb) (PPh_3)_4] (BF_4)_2(1)的合成第49-50页
        3.2.2 配合物{[Cu_2(pmb)(CH_3CN)_2(PPh_3)_2](ClO_4)2} {[Cu_2(pmb)(CH_3CN)_2(PPh_3)_2] (ClO_4)_2} (2)的合成第50页
        3.2.3 配合物[Cu_2(pmbb)(CH_3CN)_2(PPh_3)_2](BF_4)_2·2DMF (3)的合成第50页
        3.2.4 配合物[Cu_2(pmbb)(CH_3CN)_2(PPh_3)_2](ClO_4)_2·2DMF (4)的合成第50-51页
        3.2.5 配合物[Cu_2(pmb) (PPh_3)_2(Cl)2] (5)的合成第51页
        3.2.6 配合物[Cu_2(pmbb) (PPh_3)_2(Cl)2] (6)的合成第51页
    3.3 配合物的结构表征第51-73页
        3.3.1 配合物的测定与晶体结构解析第51-65页
        3.3.2 配合物(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)的红外光谱表征第65-69页
        3.3.3 配合物(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)的~1H 谱表征及归属第69-73页
        3.3.4 配合物(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)的~(31)P 谱表征第73页
    3.4 配合物的热稳定性第73-74页
    3.5 配合物的 DFT 研究第74-77页
        3.5.1 配合物总能量第74-75页
        3.5.2 能带研究第75-76页
        3.5.3 电子跃迁方式研究第76-77页
    3.6 配合物的发光性能研究第77-83页
        3.6.1 配合物的紫外吸收光谱图及分析第77-78页
        3.6.2 配合物荧光光谱图及分析第78-81页
        3.6.3 配合物磷光光谱图及分析第81-83页
    3.7 小结第83-84页
第四章 吡啶配体对铜基染料发光性质的影响第84-105页
    4.1 引言第84页
    4.2 配合物的合成第84-86页
        4.2.1 配合物[Cu_2(pfan)_2(4,4’-bipy)(PPh_3)_2](BF_4)_2(7)的合成第84-85页
        4.2.2 配合物[Cu_2(4,4’-bipy)(2,2’-bipy)_2(PPh_3)_2](BF_4)_2(8)的合成第85页
        4.2.3 配合物[Cu_2(bpe)(2,2’-bipy)_2(PPh_3)_2](BF_4)_2(9)的合成第85页
        4.2.4 配合物[Cu_2(bpe)(phen)(PPh_3)_2](BF_4)_2(10)的合成第85-86页
        4.2.5 配合物[Cu_2(bpe) (pfan)2(PPh_3)_2](BF_4)_2(11)的合成第86页
    4.3 配合物的结构表征第86-102页
        4.3.1 配合物的测定与晶体结构解析第86-95页
        4.3.2 配合物(7)、(8)、(9)、(10)和(11)的红外光谱表征第95-98页
        4.3.3 配合物(7)、(8)、(9)、(10)和(11)的~1H 谱表征及归属第98-101页
        4.3.4 配合物(7)、(8)、(9)、(10)和(11)的~31P 谱表征第101-102页
    4.4 配合物的发光性能研究第102-104页
        4.4.1 配合物的紫外吸收光谱图及分析第102页
        4.4.2 配合物荧光光谱图及分析第102-104页
    4.5 小结第104-105页
第五章 有机膦配体对铜基染料发光性质的影响第105-138页
    5.1 引言第105页
    5.2 配合物的合成第105-107页
        5.2.1 配合物[Cu_2(pmb) (dppe)_2] (BF_4)_2(12)的合成第105-106页
        5.2.2 配合物[Cu_2(pmb) (dppp)_2] (BF_4)_2(13)的合成第106页
        5.2.3 配合物[Cu_2(pmb) (pba)_2](BF4)_2(14)的合成第106-107页
        5.2.4 配合物[Cu_2(pmbb) (pba)_2] (BF_4)_2(15)的合成第107页
    5.3 配合物的结构表征第107-126页
        5.3.1 配合物的测定与晶体结构解析第107-115页
        5.3.2 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的红外光谱表征第115-118页
        5.3.3 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的~1H 谱表征及归属第118-120页
        5.3.4 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的~(13)C 谱表征及归属第120-123页
        5.3.5 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的~(31)P 谱表征第123-124页
        5.3.6 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的~(11)B 谱表征第124-125页
        5.3.7 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的~(19)F 谱表征第125-126页
    5.4 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的热稳定性第126页
    5.5 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的 DFT 研究第126-129页
        5.5.1 配合物总能量和能带研究第126-127页
        5.5.2 电子跃迁方式研究第127-129页
    5.6 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的发光性能研究第129-136页
        5.6.1 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的紫外吸收光谱图及分析第129-131页
        5.6.2 配合物(12)、(13)、(14)和(15)的荧光光谱图及分析第131-136页
    5.7 小结第136-138页
第六章 [Cu(PP)(NN)]+体系对锐钛矿型 TiO2(101)表面的敏化机理研究及其DSSC 中应用第138-149页
    6.1 引言第138页
    6.2 配合物(12)、(13)对锐钛矿型 TiO2(101)表面的敏化机理研究第138-144页
        6.2.1 锐钛矿型 TiO2的 XRD 和固体紫外分析第138-139页
        6.2.2 计算方法第139页
        6.2.3 吸附能与吸附过程第139-140页
        6.2.4 前线轨道理论分析第140-142页
        6.2.5 Mulliken 电荷分析第142-143页
        6.2.6 配合物(12)和(13)对 DSSC 性能的影响第143-144页
    6.3 配合物(12)、(13)、(14)和(15)在 DSSC 应用第144-148页
        6.3.1 电池的制备第144页
        6.3.2 电池的测试及其分析第144-145页
        6.3.3 电荷跃迁方式与光电转化效率关系第145-146页
        6.3.4 固态寿命与光电转化效率关系第146-147页
        6.3.5 量子产率与光电转化效率关系第147-148页
    6.4 小结第148-149页
第七章 结论与展望第149-152页
    7.1 结论第149-151页
    7.2 主要创新点第151页
    7.3 展望第151-152页
符号说明第152-153页
参考文献第153-174页
发表论文和参加科研情况说明第174-176页
致谢第176页

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