有機光敏染料分子設計、合成及其在太陽能轉化方面的應用.pdf

1、太陽光催化分解水制氫體系主要分為均相和多相兩類，被稱為21世紀“化學的圣杯”之一，是將太陽能轉化為清潔、環(huán)?？稍偕茉匆詽M足日益增長的能源需求的最佳途徑之一。染料敏化太陽能電池體系簡稱DSSCs，能夠將太陽能直接轉化為電能，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，對其的研究一直受到高度重視。設計合成有效的光敏劑用于捕獲太陽能是光解水制氫體系與染料敏化太陽能電池體系的關鍵性因素。其中以釕金屬配合物以及其他貴金屬(Ir、Pt)配合物作為光敏劑的研究占主導地位。

2、但是由于貴金屬配合物來源稀少、成本昂貴，限制其的實際應用。
　　相比于貴金屬配合物，有機染料具有結構多樣性，高摩爾消光系數(shù)，成本低廉，合成簡單，環(huán)境友好等特點，但是，有機染料作為太陽能轉化的光敏劑報道相對較少，因此，探究新的、高效的有機光敏劑是光催化制氫和染料敏化太陽能電池體系發(fā)展的關鍵。
　　本論文設計合成了9個氟硼吡咯光敏劑(B1-B9)，并將其應用于光催化制氫和染料敏化太陽能電池體系。探究其結構與其光催化制氫活性和染料

3、敏化太陽能電池性能的關系。對于均相光解水制氫體系，在最優(yōu)條件下，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在鄰位的光敏劑B5活性最高，TON達到197。同時結合實驗及理論計算結果，給出了該均相光催化制氫體系的還原猝滅機理。對于多相光解水制氫體系，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在對位的光敏劑B3活性最高，TON達到70。對于敏化太陽能電池體系，光電轉換效率以B1最佳。光解水制氫體系與染料敏化太陽能電池體系性能的差異主要與電子傳遞方式與染料聚集相關。同