DPP類染料的設(shè)計(jì)合成及在電池中的應(yīng)用.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(dye-sensitizedsolarcells，DSCs)是模擬自然界光合作用原理而構(gòu)建的一種新型太陽(yáng)電池。這種電池制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)材料的純度要求低，被國(guó)內(nèi)外認(rèn)為是價(jià)格低廉的新一代太陽(yáng)能電池。在染料敏化太陽(yáng)能電池中，負(fù)載在納米二氧化鈦表面的染料分子吸收光子后，激發(fā)態(tài)電子和空穴分別通過(guò)二氧化鈦和電介質(zhì)傳輸?shù)酵怆娐?，?gòu)成整個(gè)電循環(huán)，因而，染料是構(gòu)成染料敏化太陽(yáng)電池的重要組成之一。
　　本論文基于吡咯并吡咯二酮(D

2、PP)作為橋基，合成一系列給體-橋基-受體染料，并對(duì)這些染料的光化學(xué)、電化學(xué)及在染料敏化太陽(yáng)能電池的光電性能進(jìn)行了表征。DPP是一類具有平面二環(huán)共軛結(jié)構(gòu)的缺電子分子，其衍生物具有獨(dú)特的光學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。作為橋基，缺電子的平面二環(huán)共軛結(jié)構(gòu)可有效拓寬給體-受體染料的吸收光譜，增加器件對(duì)太陽(yáng)光的吸收范圍和器件的光電流及光電轉(zhuǎn)換效率。另外，DPP的平面二環(huán)共軛具有多個(gè)活性反應(yīng)點(diǎn)，便于引入不同基團(tuán)調(diào)節(jié)染料的性能。在所制備的給體-橋基-受體染料

3、中，給體是三芳胺類基團(tuán)，受體是氰基乙酸，受體中羧基便于染料在二氧化鈦表面吸附（與二氧化鈦表面羥基反應(yīng)）。主要工作包括一下幾個(gè)方面:
　　1、設(shè)計(jì)和合成了以三苯胺和4，4’-二特丁基三苯胺為電子給體，溴己烷取代的DPP為共軛橋基，氰基乙酸為電子受體合成染料S1、S2。
　　2、設(shè)計(jì)和合成了以4，4’-二特丁基三苯胺和4，4’-二己氧基三苯胺為電子給體，溴己烷取代的DPP為共軛橋基，氰基乙酸為電子受體合成染料R1、R2。

4、　　3、設(shè)計(jì)和合成了以4，4’-二特丁基三苯胺和4，4’-二己氧基三苯胺為電子給體，1-溴-2-乙基己烷取代的DPP為共軛橋基，氰基乙酸為電子受體合成染料L1、L2。
　　對(duì)上述染料的光物理和光電化學(xué)性能進(jìn)行了表征，對(duì)應(yīng)的染料敏化二氧化鈦敏化太陽(yáng)能電池進(jìn)行了表征，并對(duì)染料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系進(jìn)行了研究。基于這類DPP染料的電池顯示優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光下(AM1.5，100mWcm-2)，基于L2的染料敏化電池的短路電流