染料分子固定基团-CN,-NH_2,-OH,-COOH,-SH在ZnO(10(1|ˉ) 0)表面吸附  

Adsorption of fixed groups-CN,-NH_2,-OH,-COOH and-SH of dye molecules on the ZnO(10(1|ˉ) 0)Surface

作　　者：李汝虎[1] 王红艳[1] 刘其军[1] 谌晓洪[2] 黄整[1] 

机构地区：[1]西南交通大学物理科学与技术学院,成都610031 [2]西华大学物理与化学学院,成都610039

出　　处：《原子与分子物理学报》2014年第2期292-298,共7页Journal of Atomic and Molecular Physics

基　　金：国家自然科学基金(10974161;11004160);国家重点基础研究发展计划(973计划;2013CB328904);中央高校基本科研业务费专项基金(2010ZT06)

摘　　要：采用基于第一性原理的密度泛函理论系统研究了染料分子中的-CN,-NH2,-OH,-COOH和-SH这5种固定基团在ZnO(10-1 0)表面的吸附,分析了它们在ZnO(10-1 0)表面上的吸附机制.结果表明:5种基团在ZnO(10-1 0)表面都发生了化学吸附,其中-CN、-NH2和-OH发生了非解离吸附,-COOH和-SH则是表面解离吸附.5种固定基团的吸附能分别是:-0.64eV,-1.28eV,-1.03eV,-1.21eV(-1.40eV)和-1.14eV.综上所述,以-COOH为固定基团的染料分子制备的染料敏化太阳能电池(DSSCs)具有更稳定的性能,这为ZnO染料敏化太阳能电池的设计和应用提供了理论基础.The adsorption behavior and mechanism of the fixed groups-CN,-NH2,-OH,-COOH and-SH of dye molecules on the ZnO（10（1） 0） surface have been systematically investigated by using the first-principles density-functional theory.The calculated results show that the chemisorptions of five fixed groups on ZnO（10（1） 0） surface have occurred.The adsorptions of-CN,-NH2 and-OH on ZnO （10（1） 0） surface are non-dissociated,but those of-COOH and-SH are dissociated.The adsorption energies of five fixed groups are-0.64 eV,-1.28 eV,-1.03 eV,-1.21 eV（-1.40 eV） and-1.14 eV,respectively.These results indicate that the dye molecules based on the-COOH group have more stable properties for the dye-sensitized solar cells （DSSCs）,which provides theoretical basics for the design and application of ZnO-based DSSCs.

关 键 词：固定基团 ZNO 解离吸附 非解离吸附 吸附能 

分 类 号：O65[理学—分析化学]