智能太阳窗新型染料设计 (Nat. Energy 2020)

Nature Energy近期报道了一种新型DSSC，它使用供体-桥-受体结构。联苯基萘酚吡喃桥具有“智能”光致变色功能，在辐射下从透明状态转换为有色状态，受热时恢复到未着色状态。因此，在较高的太阳辐射水平下，达到不同的光静态状态，这既得益于较高的能量转换效率（高达4.17%）和较低的透射率。使用ADF进行DFT计算，有助于设计出最有前途的、具有自调节透光率的染料分子，其轨道能级与TiO2的导带边缘和三碘/碘氧化还原偶的氧化电位对齐。

上图为中心联苯基萘酚吡喃桥的轨道能级图与LUMO轨道。着色后是左图所示的开放式异构体，有图是透明的封闭形式异构体。这种自适应DSSC在光照时，透过率由59%降低到27%，同时产生12.59 mA/cm²光电流，显示出智能太阳能窗的巨大潜力。

参考文献：

• Huaulmé, Q. et. al., Photochromic dye-sensitized solar cells with light-driven adjustable optical transmission and power conversion efficiency, Nature Energy 5, 468–477 (2020).