含羰基衍生物的芳香化合物的設計合成與光電性能研究.pdf

1、含有羰基衍生物的芳香化合物，由于具有良好的電荷傳輸性能和光吸收響應，在光電材料中得到了廣泛的應用，但在染料敏化電池中的應用相對較少。因此，基于這一類結(jié)構(gòu)，設計并合成了一系列新型的推拉電子結(jié)構(gòu)的共軛分子染料，通過羰基衍生物官能團的引入，有效的調(diào)節(jié)了分子的各項性能。通過系統(tǒng)研究其光電性質(zhì)，考察了這類拉電子基團對于共軛結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移作用的影響，并且應用于染料敏化太陽能電池中。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.設計并合成了以二聯(lián)噻吩-3，

2、3'-羧酸酐為受體和鍵合基團的新型染料，通過在兩端引入三苯胺給體基團，構(gòu)造了雙給體結(jié)構(gòu)。通過改變給體與受體間噻吩環(huán)的數(shù)量，有效調(diào)節(jié)分子的推拉電子作用。在引入兩個噻吩單元后，其在二氧化鈦薄膜上的吸收紅移了30nm，并極大的提高了消光系數(shù)。對于這類染料的電池性能進行了研究，通過調(diào)節(jié)添加劑的濃度，優(yōu)化了電池條件，并對于酸酐類染料進行了開環(huán)質(zhì)子化處理，最終在準固態(tài)電池中，表現(xiàn)出了更好的電池性能。
　　2.設計并合成了以苯并二酰亞胺為中心的

3、推拉電子結(jié)構(gòu)分子。通過在酰亞胺基團的氮原子上取代烷基鏈，有效提高了分子的溶解性。通過改變末端三苯胺基團上烷氧基鏈的長度，調(diào)控了分子間作用，密度泛函理論計算表明，苯并二酰亞胺與相鄰共軛環(huán)存在位阻效應，造成了分子骨架的極大扭曲，抑制了電子由給體向末端受體的傳遞，這也就導致了電池工作時，激發(fā)態(tài)的電子不能有效地注入到電極中，影響了電池性能。
　　3.設計并合成了以苯并二吡咯烷酮為中心核的染料分子。一端引入三苯胺基團作為電子給體，另一端加入