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(yīng)用.pdf

1、太陽(yáng)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(yīng)用。太陽(yáng)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(yáng)能電池作為最新一代的太陽(yáng)能電池，具有制造成本低廉，加工工藝簡(jiǎn)單，材料來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，為人類對(duì)太陽(yáng)能大規(guī)模的應(yīng)用提供了可能。染料敏化劑作為DSSC的核心部分，對(duì)整個(gè)電池的最終效率和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。目前應(yīng)用到DSSC中的有機(jī)染料種類繁多，但從結(jié)構(gòu)上分析，其中相當(dāng)大部分染料敏化劑都由電子給體-橋聯(lián)基團(tuán)-電子受體(D

2、-π-A)三部分組成。這主要是因?yàn)?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(jié)構(gòu)優(yōu)化相對(duì)方便，電子給體、電子受體和π共軛體系可分別獨(dú)立修飾，為探究染料結(jié)構(gòu)與光電轉(zhuǎn)換性能間的相互關(guān)系創(chuàng)造了便利的條件。
　　本文首先設(shè)計(jì)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(shù)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(guò)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?cè)敿?xì)研究了這4種染料的光物理性質(zhì)和電化學(xué)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(guò)改變橋聯(lián)基團(tuán)的種類，能夠改善染料的吸收光譜和分子能級(jí)。將這4種染料成功應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)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(shè)計(jì)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