科学家发现了一种改变表面上联吡啶分子的空间排列的方法

2019-10-14 17:10:18

巴塞尔大学的科学家发现了一种改变表面上联吡啶分子的空间排列的方法。染料敏化太阳能电池的这些潜在成分与金属形成络合物,从而改变其化学构象。来自巴塞尔的化学家和物理学家之间跨学科合作的结果最近发表在科学杂志ACS Omega上。

染料敏化太阳能电池多年来一直被认为是传统太阳能电池的可持续替代品,即使它们的能量产量还不能完全令人满意。通过使用串联太阳能电池可以提高效率,其中染料敏化太阳能电池彼此堆叠。

吸收阳光的染料固定在半导体上的方式在这些太阳能电池的有效性中起着至关重要的作用。然而,染料在氧化镍表面上的锚固-特别适用于串联染料敏化电池-尚未得到足够的了解。

结合在表面上

在跨学科合作的过程中,瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理与化学系的科学家研究了联吡啶分子如何与氧化镍和金表面结合。

联吡啶晶体用作半导体表面上染料敏化细胞的锚定分子。该锚固剂结合金属络合物,然后可以将其用于结合各种染料。

借助于扫描探针显微镜,研究确定最初联吡啶分子以其反式构型与表面平坦结合。铁原子的添加和温度的升高引起联吡啶分子中碳原子周围的旋转,因此导致形成顺式构型。

“顺式和反式构型的化学组成是相同的,但是它们的空间排列却大不相同。”根据扫描探针显微镜的测量结果,可以清楚地区分构型的变化。

修改后的金属配合物

这种空间排列的变化是形成金属配合物的结果,科学家通过检查金表面的联吡啶证实了这一点。

在制备染料敏化太阳能电池期间,这些反应在溶液中发生。但是,只有在真空中使用扫描探针显微镜才能检查单个分子及其行为。

“这项研究使我们首次观察到与表面牢固结合的分子如何改变其构型,” Meyer总结道。“这使我们能够更好地理解锚分子在氧化镍表面上的行为。”

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。