新型三苯胺類和卟啉類染料敏化劑的合成及其在DSSC中的應用.pdf

1、太陽能作為一種清潔可再生的能源，在日常生活中得到廣泛的應用。太陽能電池是一種能夠直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，染料敏化太陽能電池作為最新一代的太陽能電池，具有制造成本低廉，加工工藝簡單，材料來源廣泛等優(yōu)點，為人類對太陽能大規(guī)模的應用提供了可能。染料敏化劑作為DSSC的核心部分，對整個電池的最終效率和穩(wěn)定性起著至關重要的作用。目前應用到DSSC中的有機染料種類繁多，但從結構上分析，其中相當大部分染料敏化劑都由電子給體-橋聯(lián)基團-電子受體(D

2、-π-A)三部分組成。這主要是因為 D-π-A染料在激發(fā)態(tài)下能夠發(fā)生有效的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移。此外D-π-A染料的結構優(yōu)化相對方便，電子給體、電子受體和π共軛體系可分別獨立修飾，為探究染料結構與光電轉(zhuǎn)換性能間的相互關系創(chuàng)造了便利的條件。
　　本文首先設計合成了經(jīng)四苯基苯修飾的三苯胺染料(LL01–03)，3種染料的電子給體均為樹枝狀三苯胺，電子受體均為氰基丙烯酸，電子給體和電子受體之間分別通過噻吩、呋喃、雙噻吩連接。還合成了未經(jīng)修飾的

3、三苯胺染料LL04作為參比染料。我們詳細研究了這4種染料的光物理性質(zhì)和電化學性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在電子給體和電子受體相同的情況下通過改變橋聯(lián)基團的種類，能夠改善染料的吸收光譜和分子能級。將這4種染料成功應用于染料敏化太陽能電池中，其中LL03獲得了最高的光電轉(zhuǎn)化效率6.30％(Voc=675 mV,Jsc=14.8mA cm?2,FF=0.65)。其次，設計合成了經(jīng)吩噻嗪修飾的卟啉染料(LL05–08)，4種新型的卟啉染料均以吩噻嗪–卟啉作為電子