三苯胺和腙類有機(jī)染料的合成及其光伏性能研究.pdf

1、可再生能源是未來社會(huì)不可或缺的能源之一，它包括太陽能、風(fēng)能、水能、潮汐能等。其中，太陽能以其無地域性、清潔無污染等優(yōu)勢(shì)受到越來越多的重視。太陽能電池是利用光生伏特效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。相對(duì)于傳統(tǒng)無機(jī)太陽能電池，染料敏化太陽能電池(DSSCs)以其高效、價(jià)廉易得等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。考慮到釕染料的種種局限，純有機(jī)染料則成為了DSSCs的候選材料之一，因?yàn)榧冇袡C(jī)染料有著高的摩爾吸光系數(shù)，制備簡單且成本較低。在本論文中，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一系列新

2、型三苯胺和腙類純有機(jī)染料，研究了它們的光物理和電化學(xué)性質(zhì)，并制備DSSCs，研究了其光伏性質(zhì)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)新的D-A′-π-A型三苯胺類染料Dye1、Dye2和Dye3，分別以氰基乙酸和丙二腈作為A，芴酮和9-(二氰基乙烯基)芴作為A′，3-己基噻吩為p共軛橋。利用紫外-可見吸收光譜、循環(huán)伏安法研究了染料分子中不同受體（A和A′）對(duì)其光物理和電化學(xué)性能的影響。重點(diǎn)研究了A和A′的強(qiáng)弱對(duì)染料敏化

3、太陽能電池光伏性能的影響。結(jié)果表明：A′的吸電子能力過強(qiáng)（如用二氰基乙烯基代替芴酮上的羰基）有礙于電子在D和A間的有效傳輸，不利于光電轉(zhuǎn)換過程的發(fā)生，從而影響了能量轉(zhuǎn)換效率。制備的基于這三種染料的染料敏化光伏器件中，Dye1的能量轉(zhuǎn)換效率最高達(dá)到5.33％(Jsc=13.39mA/cm2，Voc=0.66V，F(xiàn)F=0.60)。
　　2.設(shè)計(jì)并合成了三個(gè)新的D-π-A型腙類染料HON、HTz和HTzN，分別以3,4-二(辛氧基)噻吩

4、和2,5-雙(3,4-二辛氧基噻吩-2-基)噻唑[5,4-d]并噻唑?yàn)閜共軛橋，以氰基乙酸和對(duì)硝基苯乙腈基團(tuán)作為電子受體A。利用紫外-可見吸收光譜、循環(huán)伏安法研究了對(duì)硝基苯乙腈受體單元對(duì)其光物理、電化學(xué)和光伏性能的影響。研究表明，含氰基乙酸單元的HTz染料能更好的吸附在TiO2膜上，其中基于HTz的DSSCs獲得了5.89%的能量轉(zhuǎn)換效率(Jsc=14.87mA/cm2，Voc=0.62V，F(xiàn)F=0.64)。另外我們也初步研究了該系列染