非對稱型三聚茚基三芳胺光敏劑的合成及光伏性能研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益凸顯，太陽能的開發(fā)利用具有重要意義。染料敏化太陽能電池能夠直接將光能轉化為電能，并且具有低成本和高效率的優(yōu)點，受到越來越多研究者的青睞。
　　D–π–A型的純有機染料與鈷配合物電解質的有效結合為染料敏化太陽能電池的發(fā)展帶來了一個新的機遇。因此，本論文設計合成了系列三聚茚三芳胺有機染料（M36-M39），并研究它們的光物理、電化學性質，以及基于鈷基電解質的光伏性能。主要結論如下：
　　1.有機染料的傳統(tǒng)

2、合成方法是將供電基團與π-共軛橋進行偶聯(lián)，然而，該方法不適合于本論文所設計的系列染料。本文采用一種新的合成策略，即胺基三聚茚先與π-共軛橋進行偶聯(lián)得到亞胺，最后再與另一部分供電單元偶聯(lián)。實驗表明，該方法收率較高且較易分離提純。
　　2.染料M36和M37在波長540-560 nm左右都呈現出明顯的吸收峰，并且具有較高的摩爾吸光系數。這表明，以三聚茚三芳胺作為染料的電子給體，其具有非常強的供電性能，能夠拓寬染料的吸收譜帶，增強對光的

3、吸收。
　　3.引入不同的供電基團，能夠對染料的能級產生較大影響，從而影響染料的再生及電池的光伏性能，這說明通過分子設計可以有效提高三聚茚基三芳胺光敏染料的光電轉換效率。
　　4.基于電化學交流阻抗以及強度調控光電壓譜測試，我們研究了三價鈷絡合物在二氧化鈦/染料界面的復合動力學。結果顯示，基于M36敏化的太陽能電池，鈷(III)離子可以表現出電子反馬爾庫斯復合動力學行為，而基于M37敏化的太陽能電池只觀察到正馬爾庫斯電子復合