基于二噻吩吡咯共軛橋連的敏化染料構(gòu)建及其光伏性能研究.pdf

1、在1991，瑞士科學(xué)家Gr?tzel等人對(duì)于染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）的研究取得關(guān)鍵性的突破。由于其制備工藝簡(jiǎn)單，具有高效、低成本特點(diǎn)，近二十年來(lái)受到了世界各研究組的廣泛關(guān)注。
　　第一章，簡(jiǎn)要的介紹了染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）的研究背景、結(jié)構(gòu)組成、工作原理、主要性能參數(shù)、電極以及電解質(zhì)的發(fā)展。同時(shí)對(duì)染料敏化劑的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，在此基礎(chǔ)上提出了本文設(shè)計(jì)思想和研究?jī)?nèi)容。
　　第二章，設(shè)計(jì)合成以己氧基苯取代的

2、二噻吩吡咯（DTP）作為共軛橋的三苯胺類(lèi)有機(jī)光敏劑 XS54-XS56，同時(shí)合成了以環(huán)戊二噻吩作為π-共軛橋光敏劑XS57作為參比。系統(tǒng)的研究了染料的光物理、電化學(xué)和光伏性能。通過(guò)電池性能測(cè)試，以4-己氧基苯取代的DTP橋三苯胺染料的電池性能要優(yōu)于相同條件下環(huán)戊二噻吩為共軛橋的染料XS57。在鈷電解質(zhì)中，AM1.5標(biāo)準(zhǔn)光照的條件下，染料XS54的短路電流為13.5 mA cm–2，總的光電轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到8.14％。
　　第三章，

3、為了深入研究DTP橋的氮取代基團(tuán)對(duì)染料性能的影響，我們又合成了氮雜環(huán)取代的DTP為共軛橋的芳胺染料XS58-XS60。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，引入N,N-二己基苯和咔唑基團(tuán)到染料分子的DTP橋上，可以很有效的抑制電子復(fù)合，從而提高電池的短路電流和開(kāi)路電壓。同時(shí)我們考察了染料浸泡時(shí)間效應(yīng)對(duì)電池性能的影響，在浸泡36小時(shí)條件下，染料XS59的光電轉(zhuǎn)化效率最高達(dá)到8.20%。
　　第四章，為了進(jìn)一步提高DTP系列染料的光伏性能，我們將六己基取代的

4、三聚茚基三芳胺引入到染料的供電基團(tuán)當(dāng)中，合成了有機(jī)光敏劑M28和M29。通過(guò)與參比染料C241比較，引入三聚茚基團(tuán)可以拓寬光譜吸收和提高摩爾吸光系數(shù)，而且還可以抑制電子復(fù)合，延長(zhǎng)電子壽命。最終，染料M29電池的開(kāi)路電壓可以達(dá)到到953 mV，光電轉(zhuǎn)化效率也可以提高到8.5%。
　　第五章，吲哚啉類(lèi)染料敏化電池具有較高的短路光電流密度，但是其開(kāi)路電壓較低，很大程度上限制了光電性能的提高。本章中，我們將 DTP作為共軛橋連引入到吲哚啉