咔唑類敏化染料的合成及其光伏性能研究.pdf

1、第一章，簡要的介紹了染料敏化太陽能電池（DSSCs）的研究背景、結(jié)構(gòu)組成、工作原理、主要性能參數(shù)、電極以及電解質(zhì)的發(fā)展。同時對染料敏化劑的最新研究進展進行了綜述，在此基礎(chǔ)上提出了本文設(shè)計思想和研究內(nèi)容。
　　第二章，本課題以咔唑等為起始原料，經(jīng)過Suzuki, Vilsmeier-Haack, Buchwald-Hartwig以及Knoevenagel等反應(yīng)，合成五種有機光敏染料，其中四種是以不同類型的咔唑單元修飾的三苯胺為供電基

2、團，環(huán)戊二噻吩為共軛橋，氰基乙酸為電子受體的有機光敏染料X72-75，同時合成了經(jīng)典的三苯胺類有機光敏劑C218作為參比，并對染料及其中間體進行結(jié)構(gòu)表征。
　　第三章，我們測試了所合成的染料在不同體系溶劑中以及使用不同的鈷基電解質(zhì)時的光伏性能。研究發(fā)現(xiàn)，（1）當(dāng)采用三元溶劑MeCN、DCM和t-BuOH(1.5:1.5:2體積比)時，電池的光伏性能要比采用二元溶劑DCM和t-BuOH(2.5:2.5體積比)時優(yōu)越，主要原因是采用三

3、元溶劑時，染料在TiO2薄膜上的吸附量要大。（2）制備電池時，采用鈷（II/III）-鄰菲羅林（Co-phen）和鈷（II/III）-聯(lián)吡啶（Co-bpy）氧化還原電對作為電池的電解質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，這幾種染料在Co-bpy電池體系中表現(xiàn)出更好的光伏性能，這與染料的再生驅(qū)動力大小有關(guān)。另外，發(fā)現(xiàn)電池X72-74的光電轉(zhuǎn)化效率要高于X75與C218，這表明采用不對稱的三芳胺作為染料的供電單元較對稱芳胺更優(yōu)越?；贑o-bpy電解質(zhì)，AM1.5