利用 $G_0W_0$ 能级对齐识别 TiO$_2$(110) 上邻苯二酚的结构

Duncan J. Mowbray; Annapaola Migani

doi:10.1021/acs.jpcc.5b05392

利用 $G_0W_0$ 能级对齐识别 TiO$_2$(110) 上邻苯二酚的结构

材料科学 2016-03-01 v2

作者: Duncan J. Mowbray , Annapaola Migani

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摘要

我们对一个典型的染料敏化太阳能电池体系：金红石 TiO $_2$ (110) 上的邻苯二酚，进行了最先进的计算。邻苯二酚常被用作 TiO $_2$ 上更大更复杂的有机和无机染料的锚定基团，并在 TiO $_2$ (110) 上形成 II 型异质结。特别地，我们比较了准粒子(QP) $G_0W_0$ 与杂化交换关联泛函(HSE)密度泛函理论(DFT)对邻苯二酚-金红石 TiO $_2$ (110) 界面的计算。在此过程中，我们为这一典型体系的紫外光电子能谱(UPS)和逆光电子能谱(IPES)实验提供了理论解释。具体而言，我们证明与邻苯二酚的 HOMO、分子间 OH $-$ O 键以及指向表面桥氧原子的界面氢键(O $_{br}$ H $-$ C 和 O $_{br}$ H $-$ O)相关的峰的位置、存在和强度，可用于表征邻苯二酚 OH 锚定基团的去质子化指纹。此外，我们的结果表明，这些基团的去质子化虽然在高层数下几乎等能，但可能显著提高邻苯二酚 $-$ TiO $_2$ (110) 界面的光伏效率。

关键词

密度泛函理论 $G_0W_0$ 计算邻苯二酚 TiO$_2$(110) 界面染料敏化太阳能电池异质结光电子能谱

引用

@article{arxiv.1508.00786,
  title  = {Using $G_0W_0$ Level Alignment to Identify Catechol's Structure on TiO$_2$(110)},
  author = {Duncan J. Mowbray and Annapaola Migani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.00786},
  year   = {2016}
}

备注

7 pages, 4 figures, corrected table 1

利用 $G_0W_0$ 能级对齐识别 TiO$_2$(110) 上邻苯二酚的结构

摘要

关键词

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