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染料敏化半导体纳米晶太阳能电池(DSSC)是当前物理、化学和材料科学研究热点之一。染料的电子光谱性质直接影响电池的光电转换效率，理想的染料应具备以下几个基本要素：(1)对太阳光谱中的可见光和近红外光有强吸收；(2)染料分子的激发态和半导体的导带必须能量匹配；(3)染料分子能有效的吸附在半导体表面(化学吸附)。合理设计染料的分子结构，是提高DSSC光电转换效率的有效途径之一。
在本论文工作中，我们设计合成了六种R-亚苄基-N-氨基吡啶阳离子和[Ni(mnt)2]2-阴离子组成的离子对配合物，其中R分别为p-nitro(配合物2a)，p-mothyl(配合物2b)，p-bromo(配合物2c)，p-chloro(配合物2d)，m-nitro(配合物2e)和m，p-chloro(配合物2f)；mnt2-=maleonitriledithiolate(马来二腈基二硫烯阴离子)。在860 nm左右的近红外光谱区，配合物2a-2f有中等强度的吸收；结合DFT、TDDFT计算分析，该吸收带归属为[Ni(mnt)2]2-阴离子分子内的d-d、d-π(MLCT)以及阴阳离子间的电荷迁移(IPCT)跃迁。此外，电子受体R-亚苄基-N-氨基吡啶阳离子分子的LUMO由吡啶分子轨道构成，因此，化学修饰阳离子吡啶部分的分子结构，可调控离子对间的IPCT跃迁带的性质。
鉴于此，我们进一步设计合成了氮氧自由基吡啶衍生物，制备了氮氧自由基吡啶阳离子和[Ni(mnt)2]2-形成的离子对配合物。紫外-可见-近红外电子光谱分析结果表明，和R-亚苄基-N-氨基吡啶阳离子系列(配合物2a-2f)相比，氮氧自由基吡啶[Ni(mnt)2]配合物的离了对间电荷迁移跃迁带(IPCT)红移了大约10nm。该自南基离子对配合物的X-波段的EPR波谱揭示，阴阳离了间发生了部分电荷转移。