有機(jī)光敏染料分子設(shè)計、合成及其在太陽能轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用.pdf

1、太陽光催化分解水制氫體系主要分為均相和多相兩類，被稱為21世紀(jì)“化學(xué)的圣杯”之一，是將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔、環(huán)保可再生能源以滿足日益增長的能源需求的最佳途徑之一。染料敏化太陽能電池體系簡稱DSSCs，能夠?qū)⑻柲苤苯愚D(zhuǎn)化為電能，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，對其的研究一直受到高度重視。設(shè)計合成有效的光敏劑用于捕獲太陽能是光解水制氫體系與染料敏化太陽能電池體系的關(guān)鍵性因素。其中以釕金屬配合物以及其他貴金屬(Ir、Pt)配合物作為光敏劑的研究占主導(dǎo)地位。

2、但是由于貴金屬配合物來源稀少、成本昂貴，限制其的實(shí)際應(yīng)用。
　　相比于貴金屬配合物，有機(jī)染料具有結(jié)構(gòu)多樣性，高摩爾消光系數(shù)，成本低廉，合成簡單，環(huán)境友好等特點(diǎn)，但是，有機(jī)染料作為太陽能轉(zhuǎn)化的光敏劑報道相對較少，因此，探究新的、高效的有機(jī)光敏劑是光催化制氫和染料敏化太陽能電池體系發(fā)展的關(guān)鍵。
　　本論文設(shè)計合成了9個氟硼吡咯光敏劑(B1-B9)，并將其應(yīng)用于光催化制氫和染料敏化太陽能電池體系。探究其結(jié)構(gòu)與其光催化制氫活性和染料

3、敏化太陽能電池性能的關(guān)系。對于均相光解水制氫體系，在最優(yōu)條件下，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在鄰位的光敏劑B5活性最高，TON達(dá)到197。同時結(jié)合實(shí)驗(yàn)及理論計算結(jié)果，給出了該均相光催化制氫體系的還原猝滅機(jī)理。對于多相光解水制氫體系，以2,6-位修飾碘原子，且羧基在對位的光敏劑B3活性最高，TON達(dá)到70。對于敏化太陽能電池體系，光電轉(zhuǎn)換效率以B1最佳。光解水制氫體系與染料敏化太陽能電池體系性能的差異主要與電子傳遞方式與染料聚集相關(guān)。同