DPP類染料的設計合成及在電池中的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、染料敏化太陽能電池(dye-sensitizedsolarcells,DSCs)是模擬自然界光合作用原理而構建的一種新型太陽電池。這種電池制備工藝簡單,對材料的純度要求低,被國內外認為是價格低廉的新一代太陽能電池。在染料敏化太陽能電池中,負載在納米二氧化鈦表面的染料分子吸收光子后,激發(fā)態(tài)電子和空穴分別通過二氧化鈦和電介質傳輸?shù)酵怆娐罚瑯嫵烧麄€電循環(huán),因而,染料是構成染料敏化太陽電池的重要組成之一。
  本論文基于吡咯并吡咯二酮(D

2、PP)作為橋基,合成一系列給體-橋基-受體染料,并對這些染料的光化學、電化學及在染料敏化太陽能電池的光電性能進行了表征。DPP是一類具有平面二環(huán)共軛結構的缺電子分子,其衍生物具有獨特的光學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。作為橋基,缺電子的平面二環(huán)共軛結構可有效拓寬給體-受體染料的吸收光譜,增加器件對太陽光的吸收范圍和器件的光電流及光電轉換效率。另外,DPP的平面二環(huán)共軛具有多個活性反應點,便于引入不同基團調節(jié)染料的性能。在所制備的給體-橋基-受體染料

3、中,給體是三芳胺類基團,受體是氰基乙酸,受體中羧基便于染料在二氧化鈦表面吸附(與二氧化鈦表面羥基反應)。主要工作包括一下幾個方面:
  1、設計和合成了以三苯胺和4,4’-二特丁基三苯胺為電子給體,溴己烷取代的DPP為共軛橋基,氰基乙酸為電子受體合成染料S1、S2。
  2、設計和合成了以4,4’-二特丁基三苯胺和4,4’-二己氧基三苯胺為電子給體,溴己烷取代的DPP為共軛橋基,氰基乙酸為電子受體合成染料R1、R2。

4、  3、設計和合成了以4,4’-二特丁基三苯胺和4,4’-二己氧基三苯胺為電子給體,1-溴-2-乙基己烷取代的DPP為共軛橋基,氰基乙酸為電子受體合成染料L1、L2。
  對上述染料的光物理和光電化學性能進行了表征,對應的染料敏化二氧化鈦敏化太陽能電池進行了表征,并對染料結構和性能的關系進行了研究?;谶@類DPP染料的電池顯示優(yōu)異的光電轉化效率。在一個標準太陽光下(AM1.5,100mWcm-2),基于L2的染料敏化電池的短路電流

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