不對(duì)稱酞菁鋅的合成及性能研究.pdf

1、酞菁是一類具有離域π電子的大環(huán)共軛體系，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，獨(dú)特的光、電等性質(zhì)。通過改變酞菁環(huán)的取代基團(tuán)，可得到性能不同的酞菁衍生物，在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，其中廣泛應(yīng)用在染料敏化太陽能電池中。傳統(tǒng)的對(duì)稱酞菁，溶解性較差，易團(tuán)聚。為了增強(qiáng)溶解性，減少團(tuán)聚，增大光譜吸收范圍，本文成功合成了六種新型的不對(duì)稱酞菁鋅敏化染料，通過引入不同的取代基改變分子結(jié)構(gòu)，提高光電性能。
　　由原料4-硝基鄰苯二甲腈、叔丁醇、蒽醌衍生

2、物、對(duì)羥基苯甲酸、2-甲基-8-羥基喹啉、胺類物質(zhì)和醋酸鋅在1,8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7(DBU)催化劑下合成了芳氧基和氨基兩大類六種新型的不對(duì)稱酞菁鋅，分別是：2-(1-氧基-9,10-蒽醌-4-羧酸)-9,16,23-三叔丁氧基酞菁鋅(APC)、2-(4-羧基苯氧基)-9,16,23-三叔丁氧基酞菁鋅(PPC)、2-(2-甲基-8-氧基喹啉)-9,16,23-(4-羧基苯氧基)酞菁鋅(QPC)、2-(N,N-二乙酸胺基)

3、-9,16,23-(N,N-二乙基胺基)酞菁鋅(SPC)、2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二丙基胺基)酞菁鋅(TPC)和2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二丁基胺基)酞菁鋅(FPC)。
　　通過紅外光譜、紫外-可見光譜、元素分析和核磁共振氫譜表征六種配合物的結(jié)構(gòu)；分別比較了六種不對(duì)稱酞菁鋅在 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液及其敏化的納米 TiO2薄膜的紫外-可見光譜；結(jié)合紫外-可見光譜

4、、循環(huán)伏安曲線和差分脈沖伏安曲線，確定六種配合物的基態(tài)氧化電位和激發(fā)態(tài)氧化電位能級(jí)位置，并測量了由其組裝的染料敏化太陽能電池(DSSC)的光伏性能。
　　結(jié)果表明，六種配合物在DMF溶液中紫外-可見光譜的Q帶最大吸收峰在680 nm附近，均發(fā)生不同程度的紅移，其敏化的納米 TiO2薄膜的紫外-可見光譜紅移現(xiàn)象更為明顯；六種不對(duì)稱酞菁鋅染料敏化劑的激發(fā)態(tài)能級(jí)范圍在-0.88 V~-0.98 V之間，與納米TiO2導(dǎo)帶能級(jí)位置相匹配；