非對(duì)稱型三聚茚基三芳胺光敏劑的合成及光伏性能研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益凸顯，太陽能的開發(fā)利用具有重要意義。染料敏化太陽能電池能夠直接將光能轉(zhuǎn)化為電能，并且具有低成本和高效率的優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多研究者的青睞。
　　D–π–A型的純有機(jī)染料與鈷配合物電解質(zhì)的有效結(jié)合為染料敏化太陽能電池的發(fā)展帶來了一個(gè)新的機(jī)遇。因此，本論文設(shè)計(jì)合成了系列三聚茚三芳胺有機(jī)染料（M36-M39），并研究它們的光物理、電化學(xué)性質(zhì)，以及基于鈷基電解質(zhì)的光伏性能。主要結(jié)論如下：
　　1.有機(jī)染料的傳統(tǒng)

2、合成方法是將供電基團(tuán)與π-共軛橋進(jìn)行偶聯(lián)，然而，該方法不適合于本論文所設(shè)計(jì)的系列染料。本文采用一種新的合成策略，即胺基三聚茚先與π-共軛橋進(jìn)行偶聯(lián)得到亞胺，最后再與另一部分供電單元偶聯(lián)。實(shí)驗(yàn)表明，該方法收率較高且較易分離提純。
　　2.染料M36和M37在波長(zhǎng)540-560 nm左右都呈現(xiàn)出明顯的吸收峰，并且具有較高的摩爾吸光系數(shù)。這表明，以三聚茚三芳胺作為染料的電子給體，其具有非常強(qiáng)的供電性能，能夠拓寬染料的吸收譜帶，增強(qiáng)對(duì)光的

3、吸收。
　　3.引入不同的供電基團(tuán)，能夠?qū)θ玖系哪芗?jí)產(chǎn)生較大影響，從而影響染料的再生及電池的光伏性能，這說明通過分子設(shè)計(jì)可以有效提高三聚茚基三芳胺光敏染料的光電轉(zhuǎn)換效率。
　　4.基于電化學(xué)交流阻抗以及強(qiáng)度調(diào)控光電壓譜測(cè)試，我們研究了三價(jià)鈷絡(luò)合物在二氧化鈦/染料界面的復(fù)合動(dòng)力學(xué)。結(jié)果顯示，基于M36敏化的太陽能電池，鈷(III)離子可以表現(xiàn)出電子反馬爾庫(kù)斯復(fù)合動(dòng)力學(xué)行為，而基于M37敏化的太陽能電池只觀察到正馬爾庫(kù)斯電子復(fù)合