增加卟啉敏化劑光譜吸收的分子設計及光電性能研究.pdf

1、染料敏化太陽能電池(DSC)具有制作工藝簡便、原材料來源豐富、形狀色彩多樣以及隨光強變化性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，被認為是傳統(tǒng)硅基太陽能電池的理想替代者，具有廣闊的市場應用前景。理論上DSC的光電轉(zhuǎn)換效率能達到33％-36％，但是迄今為止報道的最高效率僅為13％。所以研究者將大量的工作放在提高DSC的光電轉(zhuǎn)化效率上。
　　在DSC的敏化染料中，卟啉鋅類染料目前效率最高的一類敏化劑。由于口卟啉環(huán)上可修飾位置多，且其對光的利用率高，近年來成為D

2、SC領(lǐng)域的研究熱點。卟啉染料的特征吸收帶有兩個:
　　(1)吸收較強的Soret帶，其吸收范圍在400-450 nm之間，摩爾吸光系數(shù)一般在105以上;
　　(2)吸收較弱的Q帶，其吸收范圍在500-700 nm之間。以前的研究結(jié)果表明隨著卟啉分子結(jié)構(gòu)非對稱性和共軛性的增加，Q帶的寬度和吸收強度會增加，使得卟啉鋅染料能充分利用整個可見光區(qū)域的光。
　　為了增加卟啉鋅敏化劑的光譜吸收范圍:
　　(1)設計合成共敏化

3、劑(HB)來解決卟啉鋅敏化劑在500-600 nm這一區(qū)域內(nèi)的光利用率較低這個問題。電池性能測試實驗結(jié)果表明:當HB與卟啉鋅以摩爾比為3∶1共敏化時，共敏化的效果最好，電池的效率達到2.61％，而單獨用卟啉鋅的效率為2.07％。加入HB共敏化后電池在500 nm左右的IPCE從4％增加到25％。
　　(2)為了使卟啉鋅敏化劑的光吸收區(qū)域進一步紅移，設計將四苯并卟啉這種有34個π電子體系的共軛大環(huán)化合物應用在DSC中，完成前期合成工