最後這一部份要將我們設計的 NiO cluster 接上 anchoring group 和光敏劑，探 討三種 anchoring group 的優劣，以下說明三者結合的方式:我們用在 3-2 章節得 到的 p-SC 與 anchoring group 之優化吸附構型為基座，連結 3-3 章節光敏劑的優 化構型，而該構型需先截掉上面的 anchoring group 部分，以移花接木的方式接在 基座，anchoring group 與光敏劑之間的二面角關係則取自於原來 3-3 章節優化完 的角度，完成整個系統的模型。在這部份我們也將把 3-2 章節的 p 型半導體與 anchoring group 之優化吸附構型，分別為 HCOOH 的 monodentate(單芽)和 bidentate(雙芽)吸附(以下分別簡稱 CM 和 CB)，H3PO3的單、雙芽基吸附(以下分 別簡稱 PM 和 PB)和 HCSSH 的單、雙芽基吸附(以下分別簡稱 SM 和 SB)，與接 上光敏劑前後的構型做比較。
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Figure 65:0_Re_bpy 系列化合物與 NiO cluster 連結後的模型。
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Figure 66:1_Re_bpy 系列化合物與 NiO cluster 連結後的模型。
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Figure 67:0_Re_OQN 系列化合物與 NiO cluster 連結後的模型。
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Figure 68:2_Ru_bpy 系列化合物與 NiO cluster 連結後的模型。
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Figure 69:1_Ru_OQN 系列化合物與 NiO cluster 連結後的模型。
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結合後的系統我們要站在分子軌域理論(Molecular Orbital Theory)的觀點來比較 各個 anchoring group 的優劣。而分子軌域理論是利用群論方法去描述分子或混合 物的鍵結，可利用簡單軌域圖形做出預測；原子軌域的對稱性和相對能量決定了 他們的作用強度。而這些混成後的分子軌域根據一些填入電子的理論(包利、罕 德..)填入可用電子後，假使分子軌域能量低於原子軌域能量則穩定；若非則不會 形成，一般來說利用圖像就可以判別出很多情況的鍵結情形。
在原子軌域的情況中，薛丁格方程式在分子是描述電子。在這些分子薛丁格方程 式的近似解可以利用原子軌道線性結合(linear combinations of the atomic
orbitals:LCAO)來建立起來描述成(1)式(以 diatomic molecules 為例):
ψ=Aψ
a+Bψb ……(1)A，B 兩個係數可相等可相異，可正可負，這都由獨立的軌域和能量來決定。當 兩個原子的距離減少，則兩原子間有很大的機率可以 overlap 形成鍵結，接著形 成了 molecular orbitals。在鍵結的 molecular orbitals 電子存在於兩 nuclei 之間，
且電子與兩原子核的 electrostatic force 掌控住原子彼此。
Overlap 去形成鍵結有 3 個必要條件:(1).軌域對稱性要相同；(2).原子軌域能量要 相近，因為能量差太大的話形成分子軌域的能量變化會太小而無意義；(3).兩原 子間的距離要夠靠近才可以 overlap 而鍵結但又不能太靠近而產生斥力。以上幾 點如果達成，則最後的分子軌域則因能量降低而容易形成。
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在簡單介紹分子軌域理論的特性後，接著要利用此理論去跟我們的計算結果作結 合，以 HCOOH_BD 和 NiO cluster 的吸附構型為例:
Figure 70: HCOOH 與 NiO 上優化的四顆原子之吸附構型。
由圖上可以看到 HCOOH 以兩個氧原子(O1 和 O2)與 NiO 上的兩個鎳原子(Ni1 和 Ni2)做鍵結，其為氧原子提供 p 軌域而鎳原子提供 d 軌域，以線性組合來混成軌 域，因此我們要找出 O1 和 Ni1 分別在 p orbital 和 d orbital 同時有貢獻的分子軌 域，將其係數作平方使其有電子密度的概念，最後將所有軌域的係數平方相加即 可得到最後的結果；而另一組鍵結 O2 和 Ni2 也是使用一樣的方法來作出最後結 果。接著得到的數據需做些純化的動作，因為兩原子間如果一原子貢獻極高，而 另一原子貢獻極低，則此鍵結強度會很弱。為此，我們要在數據中刪掉兩鍵結原 子之間，一原子貢獻為 X 但另一原子貢獻達 10X 以上，這樣數據才可以不考慮 這種弱鍵結而萃取出真正強的鍵結。經過以上處理後的數據，正比於兩原子間電 子密度 overlap。
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Table 24: Anchoring group 與 NiO cluster 表面之 overlap 指數。
由 Table 24 中可以看到各種 sensitizers 以不同 anchoring group 連結 NiO 表面的 overlap 指數。首先，我們先比較沒有接上光敏劑，也就是純的 anchoring group 接上 NiO 表面的 overlap 指數；在雙鍵部分 HCOOH 為 0.210，H3PO3為 0.411，
HCSSH 為 0.322，因此比較其 overlap 大小順序為:
H3PO3(0.411)>HCSSH(0.322)>HCOOH(0.210)
而在單鍵部分 HCOOH 為 0.094，H3PO3為 0.198，HCSSH 為 0.147，因此比較其 overlap 大小順序為:
H3PO3(0.198)>HCSSH(0.147)>HCOOH(0.094)
接著要比較各個 anchoring group 接上光敏劑後 overlap 的變化。Table.中紅字部分 為 AG 接上 NiO 表面的 overlap 指數，將其比較接上光敏劑的 overlap 指數可以 發現大多數 anchoring group 接上光敏劑後，overlap 指數都有降低的趨勢，但是 在三者當中，以 H3PO3和 HCSSH 的表現最好，不管在單鍵或是雙鍵都一樣，整 體的指數都有 0.2~0.3 的水準，H3PO3在 Re 系列化合物有較好的表現；HCSSH 則是在 Ru 系列化合物有較好表現；反觀 HCOOH，指數都在 0.2 以下。因此我 們推測光敏劑以 H3PO3和 HCSSH 來接上 NiO cluster 表面的 overlap 效率是最好 的。