卟啉-富勒烯化合物的合成及在有機(jī)太陽能電池的應(yīng)用.pdf

1、本文設(shè)計(jì)并合成了通過中位相連的卟啉-C60化合物和通過卟啉β位相連的卟啉-C60化合物,將其敏化二氧化鈦電極,制備成有機(jī)太陽能電池器件,研究了其光電轉(zhuǎn)換性能。同時(shí),將蒽和C60進(jìn)行[2+4]環(huán)加成反應(yīng),對C60[2+4]環(huán)加成反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要包括以下內(nèi)容:
　　 (1)以氨基苯基卟啉經(jīng)過縮合、醚化反應(yīng),合成出尾端含有醛基的6個(gè)不對稱卟啉化合物,同時(shí)將其中一化合物不對稱卟啉醛7與富勒烯進(jìn)行1,3-偶極環(huán)加成

2、反應(yīng),生成通過中位相連的卟啉-C60化合物12,并表征了其結(jié)構(gòu)研究了其光譜性能。同時(shí)該化合物12與母體卟啉7相比,穩(wěn)態(tài)熒光光譜淬滅了約90％,說明了光致電荷分離過程的發(fā)生。
　　 (2)對四苯基卟啉的β位進(jìn)行單甲?；?還原,氯甲基化,縮合,得到穩(wěn)定的卟啉三苯基膦鹽,通過與二苯醚醛Witting縮合得到不對稱的卟啉醛18,并得到了反式烯烴結(jié)構(gòu)的單晶,最后通過與富勒烯進(jìn)行1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng),生成通過β位相連的卟啉-C60化合物1

3、9,并表征了其結(jié)構(gòu),研究了其光譜性能。同時(shí)19與母體卟啉18相比,穩(wěn)態(tài)熒光光譜淬滅了約80％,說明了光致電荷分離過程的發(fā)生。
　　 (3)通過粉末涂覆法,制備出二氧化鈦電極材料,并用兩類卟啉-C60化合物敏化制備的二氧化鈦電極,以鉑為對電極,I2／LiI作為電解質(zhì),構(gòu)筑有機(jī)太陽能敏化染料電池。測定其Ⅰ-Ⅴ曲線,與聯(lián)吡啶釕類染料敏化太陽能電池相比,表現(xiàn)出了較優(yōu)的性能。
　　 (4)以蒽和C60在室溫下反應(yīng),通過核磁氫譜、紫