含唑類(lèi)-二茂鐵基團(tuán)的卟啉軸向配位自組裝在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用.pdf

1、將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的基于介孔納米晶氧化物的染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)，是一種替代傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池的、有前途的、低成本的新型太陽(yáng)能電池。由于敏化劑是決定電池性能的關(guān)鍵因素，設(shè)計(jì)優(yōu)化的敏化劑分子對(duì)提升能量轉(zhuǎn)換效率(η)有至關(guān)重要的作用。目前，高效率的DSSCs(η=10-12％)，大多采用釕配合物作為敏化劑。然而，釕的有限儲(chǔ)存量和潛在的環(huán)境影響，促使人們努力開(kāi)發(fā)新型的、綠色的、以有機(jī)物為主的染料。其中卟啉由于其非常高的摩爾消光系數(shù)和

2、多功能性，使得它在所有有機(jī)染料中備受親賴(lài)。然而典型的卟啉染料仍有不足之處：在約450 nm或＞600 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)捕光性能較差?；诖耍覀兛梢酝ㄟ^(guò)延長(zhǎng)π共軛體系，增加卟啉的電子供受體來(lái)使吸收波長(zhǎng)移動(dòng)和擴(kuò)展，從而增加光捕獲性能和所得η值。通過(guò)以上研究，本論文設(shè)計(jì)合成了幾種含不同取代基的金屬卟啉，以單層或雙層軸向配位的模式組裝在介孔納米晶TiO2薄膜上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究了不同錨定單體或雙層卟啉超分子自組裝體對(duì) DSSCs的光譜、電化學(xué)和

3、光伏性能產(chǎn)生的影響。具體工作如下：
　　1、合成了兩種“Trans-A2B2”型中位取代的含四氮唑或咪唑基的鋅卟啉配合物，表征了化合物的結(jié)構(gòu)，同時(shí)將它們組裝成 DSSCs器件研究了它們的光電性能。此外，利用紫外可見(jiàn)吸收光譜、量化計(jì)算以及透射電鏡分析等手段對(duì)這些器件的性能進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。
　　2、合成了幾種 meso-位取代的含四氮唑或咪唑基的“Trans-A2BC”型錨定金屬卟啉，表征了其結(jié)構(gòu)，將其通過(guò)-COOH基團(tuán)錨固

4、在納米TiO2半導(dǎo)體上，再軸向配位一個(gè)“Trans-A2B2”型鋅卟啉化合物，制成DSSCs器件，研究了它們的光電性能。同時(shí)利用紫外可見(jiàn)吸收光譜、量化計(jì)算、透射電鏡、電化學(xué)阻抗譜分析等手段對(duì)這些自組裝體的性能進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。
　　3、合成了三種“Trans-A2B2”型中位取代的含二茂鐵基團(tuán)的鋅卟啉化合物，對(duì)它們進(jìn)行了必要的結(jié)構(gòu)表征，并將其軸向配位自組裝在另一個(gè)錨定鋅卟啉上，構(gòu)建DSSCs器件，研究了這三種金屬卟啉超分子太陽(yáng)能