含芴乙烯或苯乙烯主鏈型聚合金屬配合物染料敏化劑的合成及其光伏性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展,人們對(duì)能源的需求越來(lái)越大。目前,化石能源作為現(xiàn)在能源市場(chǎng)的主流已經(jīng)日益耗竭,且因化石能源的使用導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題也已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的日常生活。在此大背景下,發(fā)展新型可再生能源迫在眉睫,這也響應(yīng)了倡導(dǎo)科學(xué)發(fā)展觀和實(shí)行低碳經(jīng)濟(jì)的潮流。在眾多可再生能源(如水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、太?yáng)能等)中,太陽(yáng)能因其不受地域限制,龐大的能量來(lái)源及完全對(duì)環(huán)境無(wú)污染的特性,注定會(huì)替代化石能源成為未來(lái)能源市場(chǎng)的主流。
　　太陽(yáng)能電池作為太

2、陽(yáng)能利用的主要模式,是通過(guò)光生伏打效應(yīng),將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。染料敏化太陽(yáng)能電池由于具有成本低廉、原料來(lái)源廣、可柔性制作、大面積成膜及環(huán)境污染小的特性,近年來(lái)受到廣泛的研究。在染料敏化太陽(yáng)能電池中,光敏染料是靈魂部分,自然是研究的重中之重。釕配合物由于其優(yōu)良的光電性質(zhì)及光伏性能成為最常用的光敏染料,但其發(fā)展也遇到了諸多瓶頸,如釕作為貴金屬,成本高,資源有限且釕配合物的合成和提純都很困難。聚合金屬配合物解決了這些問(wèn)題,它原材料廣泛

3、,合成渠道多,成本低。聚合金屬配合物作為光敏染料多以D-π-A結(jié)構(gòu)出現(xiàn),能通過(guò)電子給體和電子受體分子間的電荷遷移作用(ICT),改善電子傳導(dǎo)性。聚合金屬配合物,能通過(guò)共聚改變?nèi)玖系闹黧w骨架,調(diào)節(jié)染料分子能級(jí),拓寬染料的吸收光譜;也能通過(guò)選擇廉價(jià)的過(guò)渡金屬離子形成金屬配合物,利用金屬到配體間的電荷遷移過(guò)程(MLCT),提高敏化太陽(yáng)能電池的光伏性能。基于以上本文設(shè)計(jì)合成兩類主鏈型聚合金屬配合物,并通過(guò)FI-IR,1H-NMR,EA,GPC對(duì)

4、其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,利用熱重測(cè)試了其熱穩(wěn)定性,利用紫外光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安法測(cè)試了其光學(xué)及電化學(xué)性質(zhì),并以其為染料測(cè)試了其光伏性能。
　　主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果:
　　1、以芴或苯-芴為Donor,以C=C為π橋聯(lián),以8-羥基喹啉的Zn(Ⅱ)或 Cd(Ⅱ)配合物為Acceptor,合成了四種聚合金屬配合物P1-P4,并以其為光敏染料應(yīng)用到敏化太陽(yáng)能電池上,其相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)化率分別為1.99％,1.92%,2.05%和1.90%。