香豆素類光敏染料的合成及其性能研究.pdf

1、進入21世紀,能源問題已經(jīng)成為人類發(fā)展所面臨的最重要的問題之一。各種能源中,太陽能具有不可比擬的優(yōu)點:與化石燃料相比,太陽能相對來說取之不盡、用之不竭;與核能相比,太陽能更為安全,其應(yīng)用不會對環(huán)境構(gòu)成任何污染;與水能、風(fēng)能相比,太陽能利用的成本較低,而且不受地理條件的限制。而利用太陽能的主要途徑就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。
　　染料敏化太陽能電池作為太陽能電池家族的新成員具有光電轉(zhuǎn)換效率較高、成本低、制作工藝簡單等優(yōu)勢。敏化染料作為染

2、料敏化太陽能電池中的關(guān)鍵組成,引起了世界范圍內(nèi)很多研究小組的關(guān)注。本論文設(shè)計合成了兩個系列的純有機敏化染料,并研究它們作為太陽能電池敏化劑的性能。
　　第1章在簡要介紹染料敏化納米晶太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理、納米晶半導(dǎo)體電極、敏化劑和電解質(zhì)有關(guān)知識的基礎(chǔ)上,綜述了近幾年來的高效有機太陽能電池敏化劑的研究進展,在此基礎(chǔ)上提出了本論文的設(shè)計思想和研究內(nèi)容。
　　第2章分別以咔唑、芴和甲基作為第二個給電子基團引入香豆素染料中,形

3、成雙給電子結(jié)構(gòu)(2D),以氰基乙酸作為染料的吸電子基團(acceptor),以噻吩單元作為橋鏈,設(shè)計并合成了一個系列的新型2D-π-A體系敏化染料MS-C、MS-F和MS-M。
　　第3章對上述3個染料進行了詳細的光物理、電化學(xué)以及光電性能的研究。對比研究其光譜性質(zhì)發(fā)現(xiàn),含有咔唑單元的MS-C最有利于吸收更多的太陽光。同時MS-C具有最負的LUMO軌道能級,這就意味著MS-C的激發(fā)態(tài)電子注入到TiO2導(dǎo)帶的幾率最大,電子注入效率最