含有噻唑衍生物的有機敏化染料的設(shè)計合成及光伏性能研究.pdf

1、含有噻唑及其衍生物的有機光電功能材料，由于其特有的n型半導(dǎo)體材料特性，廣泛應(yīng)用于各種光電領(lǐng)域，然而其在染料敏化太陽能電池中卻鮮有應(yīng)用。因此將此類拉電子基團應(yīng)用到有機染料中，構(gòu)造D-A-π-A結(jié)構(gòu)的有機光敏染料，可以有效的降低染料分子的帶隙并拓寬吸收，同時調(diào)節(jié)染料分子的LUMO/HOMO能級。因此，本論文圍繞著噻唑類有機光敏染料作了一系列嘗試，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于并噻唑基團的平面性和拉電子特性，設(shè)計并制備了四個含有不同

2、烷氧基鏈長度的有機光敏染料，通過比較四個染料的光物理、電化學(xué)以及光伏性能，發(fā)現(xiàn)帶有不同烷氧基鏈的染料由于具有極其類似的電子結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出了非常接近的光物理和電化學(xué)性質(zhì)。但是，相應(yīng)的準固態(tài)染料敏化的太陽能電池卻表現(xiàn)出了完全不同的電池性能，其中含有兩個辛氧基的染料所組裝的準固態(tài)電池在標準太陽光下獲得了5.1％的能量轉(zhuǎn)化效率。
　　(2)基于氟代苯并噻二唑?qū)UMO能級的調(diào)控能力，設(shè)計并制備了單氟或雙氟取代的苯并噻二唑類有機染料，分別

3、獲得了含有一個給電子基團和兩個給電子基團的染料分子。當(dāng)兩個染料吸附于TiO2薄膜后，其吸收光譜均覆蓋了整個可見光區(qū)，表現(xiàn)出了很好的光響應(yīng)特性。然而，將兩個染料組裝于染料敏化太陽能電池中后，電池的電流較小，這是因為氟原子的引入拉低了LUMO能級，造成了電荷注入驅(qū)動力不足。因此，我們通過調(diào)節(jié)TiO2導(dǎo)帶邊能級以及調(diào)控電解質(zhì)中添加劑的含量等手段，使電池性能得到了提升。
　　(3)基于吡啶吡噻二唑?qū)θ玖衔展庾V的調(diào)控能力，設(shè)計并制備了含有