卟啉-富勒烯化合物的合成及在有機太陽能電池的應用.pdf

1、本文設計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,制備成有機太陽能電池器件,研究了其光電轉(zhuǎn)換性能。同時,將蒽和C60進行[2+4]環(huán)加成反應,對C60[2+4]環(huán)加成反應的熱力學和動力學進行了系統(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,合成出尾端含有醛基的6個不對稱卟啉化合物,同時將其中一化合物不對稱卟啉醛7與富勒烯進行1,3-偶極環(huán)加成

2、反應,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行1,3-偶極環(huán)加成反應,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,通過核磁氫譜、紫