一種應(yīng)用在DSCs中的三苯胺型光敏染料的放大合成及性能研究.pdf

1、1991年瑞士洛桑高等工業(yè)學院的Gr(a)tzel教授研究小組研制出了一種新型納米晶染料敏化太陽能電池(DSCs)，它的光電轉(zhuǎn)換效率達到了7％，壽命超過十年。該類電池引起了世界各國科學家的廣泛關(guān)注。
　　染料敏化太陽能電池結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)需要的工序少，工藝簡單，不需要高精度和昂貴的設(shè)備和高潔凈度的廠房。它的成本只有硅太陽能電池的10％-20％，是未來商品化太陽能電池強有力的競爭者。目前染料敏化太陽能電池最高的光電轉(zhuǎn)換效率是Yella

2、和Gr(a)tzel等人報道的12.3％。
　　雖然染料敏化太陽能電池相對于硅電池在成本上具有很大的優(yōu)勢，但是作為DSCs的核心部件的染料，它的成本仍然受貴金屬釕的制約，因此染料的開發(fā)具有巨大意義。從長遠考慮，開發(fā)高效穩(wěn)定廉價的純有機光敏染料是降低成本的一個有效手段。
　　本論文設(shè)計合成了一種原料經(jīng)濟且結(jié)構(gòu)簡單的純有機光敏染料，并進行了合成放大和優(yōu)化的研究。該純有機光敏染料屬于傳統(tǒng)的三苯胺電子供體染料，電子受體為氰基丙烯酸。

3、該染料電子供體和橋基噻吩的聯(lián)結(jié)采用雙鍵形式，避免碳碳單鍵耦合涉及的suzuki反應(yīng)，從而避免了使用Pd這種貴金屬催化劑。該染料應(yīng)用在DSCs的小電池效率可達7％，同等工藝下，大電池效率接近于Z907的效率。
　　經(jīng)過幾次合成放大量的實驗，合成量由最開始探索合成一批次得到染料100 mg級別放大到一批次合成出染料10 g級別。在優(yōu)化合成異辛氧基三苯胺電子供體的反應(yīng)時，采用新制備催化劑CuCl和新蒸餾的苯胺，將其反應(yīng)產(chǎn)率提高到72％;