芴類小分子和A2B2型卟啉敏化染料的合成及其光電性能的研究.pdf

1、本文研究了新型染料敏化劑的合成及光電性能的測試，設(shè)計(jì)并合成了以芴作為供電基團(tuán)，噻吩和呋喃作為π橋的兩個(gè)小分子敏化染料;以不同烷基鏈芳胺作為供電基團(tuán)的三種A2B2型卟啉類敏化染料。將兩類敏化染料應(yīng)用到太陽能電池中，測試了其光電性能。
　　將噻吩和呋喃通過縮合反應(yīng)分別連接到芴的9位，再通過Vilsemier反應(yīng)對芴上噻吩和呋喃的2位進(jìn)行甲酰化，最后與腈乙酸進(jìn)行Knoevenagel反應(yīng)，連接上錨定基團(tuán)，得到兩種以芴作為供電基團(tuán)，以噻吩

2、和呋喃作為π橋的染料F-S和F-O。所有的產(chǎn)物及中間產(chǎn)物均經(jīng)過了1HNMR驗(yàn)證。測試兩種染料的光學(xué)性能后發(fā)現(xiàn)，雖然兩種染料在結(jié)構(gòu)上僅有一個(gè)原子之差，但染料F-O的紫外-可見吸收光譜的最大吸收波長相對于染料F-S紅移了20 nm。隨后組裝成電池測試其光電轉(zhuǎn)換性能，結(jié)果染料F-O的光電轉(zhuǎn)換效率（η）達(dá)到了2.76％，而染料F-S的光電轉(zhuǎn)換效率僅僅為1.98％，這說明引入合適的π橋結(jié)構(gòu)能夠極大地提高芴類染料的光電性能。
　　通過MacD

3、onald反應(yīng)由N,N-二甲基（丁基、辛基）苯甲醛和4-羧基苯甲醛反應(yīng)合成卟啉自由堿，再通過灌鋅及水解得到三種不同長度烷基鏈芳胺作為供電基團(tuán)的“推推-拉拉”型卟啉。由于只是在卟啉中位的苯環(huán)上采用了不同長度的防聚集烷基鏈，對卟啉環(huán)的結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行改變，其紫外-可見吸收光譜和穩(wěn)態(tài)熒光光譜比較相似。含有正丁基鏈的DA-4染料比含有正辛基鏈的DA-8染料的光電轉(zhuǎn)換效率高（η分別為2.02％和1.89％），因?yàn)镈A-4染料分子具有合適的烷基鏈長度，