六吡咯及其核修饰衍生物的 nonlinear optical 性质的计算研究

基于扩展卟啉的（六吡咯）敏化剂因其在染料敏化太阳能电池（DSSC）中优异的光捕获特性而颇具前景。我们利用含时密度泛函理论计算了扩展卟啉（EPs）如六吡咯及核修饰六吡咯结构的低能激发。我们的计算表明，这些 EPs（包括六吡咯与核修饰六吡咯）具有宽吸收带，适用于捕获太阳光谱的可见光与近红外区域。此处研究的所有 EPs 均满足单线态裂变（SF）的能量条件。SF 是在单结太阳能电池中可突破 Shockley-Quiesser（SQ）理论极限（33%）的过程。利用耦合微扰 Hartree-Fock 方法计算了非线性光学性质如第一超极化率 $\beta$ 与第二超极化率 $\gamma$。由二阶 NLO 性质我们给出了简并四波混频（DFWM）分量（$\gamma^{(2)}(-\omega;\omega,\omega,-\omega)$），并最终计算了这些 EPs 的二次非线性折射率。计算表明 EPs 作为有机染料在光电子应用中颇具前景，可用于高效 DSSC，并且因其超极化率表现出高阶非线性而有望成为潜在的 NLO 材料。