光敏染料与半导体之间电荷转移过程的量子理论研究

以发展量子化学理论方法为前提，以高效、经济的太阳能光电转换器件研发为背景，本课题拟建立激发态火球模型密度泛函（FB-TD-DFT）方法，设计相应的计算程序，实现大尺度体系的激发态计算；并扩展相对论效应计算。将自主建立的理论方法与现有的其它计算方法相结合，系统地研究光敏染料分子的激发态性质以及处于激发态的染料分子与半导体基质间的相互作用和电荷转移机制。解决光敏染料与半导体之间电荷转移过程中电子注入、激子和空穴定向传递机制等关键理论问题。在发展激发态量子化学基础理论和应用拓展的基础上，为寻求高光电转换效率的太阳能光电转换器件提供可靠的理论依据和指导。

以发展量子化学理论方法为前提，以高效、经济的太阳能光电转换器件研发为背景，本课题初步建立了激发态火球模型密度泛函（FB-TD-DFT）方法，设计了相应的计算程序，实现了大尺度体系的激发态计算。将自主建立的理论方法与其它现行计算方法相结合，系统地研究光敏染料分子的激发态性质以及处于激发态的染料分子与半导体基质间的相互作用和电荷转移机制。初步解决了光敏染料与半导体之间电荷转移过程中电子注入、激子和空穴定向传递机制等关键理论问题。在发展激发态量子化学基础理论和应用拓展的基础上，为寻求高光电转换效率的太阳能光电转换器件提供了可靠的理论依据和指导。在顺利完成国家项目的同时，培养博士研究生7名，发表SCI检索论文34篇。