β位D-π-A卟啉染料的合成及其光電性能研究.pdf

1、卟啉是目前染料敏化太陽能電池領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。首次設(shè)計(jì)合成了三個(gè)系列β位D-π-A結(jié)構(gòu)卟啉染料。所有染料均通過紫外、熒光研究了其光學(xué)性質(zhì);通過循環(huán)伏安研究了其電化學(xué)性質(zhì);吸附于TiO2膜,研究了膜紫外吸收、染料吸附量;將吸附有染料的光陽極組裝成電池,測定了光伏性能。
　　以三苯胺為供電基團(tuán)、苯乙炔為π橋,合成了三苯胺單羧基系列β位D-π-A卟啉染料DPA11a-DPA11c;以苯乙炔為π橋,合成了β位π-A參比染料R1。四種染料同條

2、件進(jìn)行光學(xué)、電化學(xué)以及光電性能測試,研究了三苯胺供電基團(tuán)的影響。染料DPA11a-DPA11c和R1的光電轉(zhuǎn)化效率分別為2.52％,2.46%,2.43%,2.63%。三苯胺非平面螺旋槳式空間結(jié)構(gòu)導(dǎo)致染料吸附量降低,同時(shí)降低了染料的平面性,使得參比染料效率優(yōu)于目標(biāo)染料。
　　以苯胺為供電基團(tuán)、苯乙炔為π橋,合成了苯胺單羧基系列β位D-π-A卟啉染料DPA12a-DPA12c。DPA12a-DPA12c和R1同條件進(jìn)行光學(xué)、電化學(xué)以

3、及光電性能測試,研究了苯胺供電基團(tuán)的影響。染料DPA12a-DPA12c和R1的光電轉(zhuǎn)化效率分別為2.17%,2.72%,2.69%,2.72%。染料平面性降低致使目標(biāo)染料效率低于參比染料,染料聚集致使DPA12b、DPA12c效率優(yōu)于DPA12a。
　　以苯胺為供電基團(tuán)、苯乙炔為π橋,合成了苯胺雙羧基系列β位D-π-A卟啉染料DPA21a-DPA21c;以苯乙炔為π橋,合成了β位π-A參比染料R2。四種染料同條件進(jìn)行光學(xué)、電化學(xué)

4、以及光電性能測試,研究了苯胺供電基團(tuán)的影響,與苯胺單羧基系列染料對比,研究了羧基數(shù)量的影響。染料DPA21a-DPA21c和R2的光電轉(zhuǎn)化效率分別為1.33%,2.27%,2.10%,3.65%。染料平面性降低致使目標(biāo)染料效率低于參比染料,染料吸附量使得DPA21b、DPA21c效率優(yōu)于DPA21a,并進(jìn)一步證實(shí)苯胺基團(tuán)是導(dǎo)致染料聚集嚴(yán)重的原因。
　　以β位溴代卟啉Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)為模型,探究了Pd2(dba)3/A