香豆素類光敏染料的合成及其性能研究.pdf

1、進入21世紀,能源問題已經成為人類發(fā)展所面臨的最重要的問題之一。各種能源中,太陽能具有不可比擬的優(yōu)點:與化石燃料相比,太陽能相對來說取之不盡、用之不竭;與核能相比,太陽能更為安全,其應用不會對環(huán)境構成任何污染;與水能、風能相比,太陽能利用的成本較低,而且不受地理條件的限制。而利用太陽能的主要途徑就是將太陽能轉化為電能。
　　染料敏化太陽能電池作為太陽能電池家族的新成員具有光電轉換效率較高、成本低、制作工藝簡單等優(yōu)勢。敏化染料作為染

2、料敏化太陽能電池中的關鍵組成,引起了世界范圍內很多研究小組的關注。本論文設計合成了兩個系列的純有機敏化染料,并研究它們作為太陽能電池敏化劑的性能。
　　第1章在簡要介紹染料敏化納米晶太陽能電池的結構及工作原理、納米晶半導體電極、敏化劑和電解質有關知識的基礎上,綜述了近幾年來的高效有機太陽能電池敏化劑的研究進展,在此基礎上提出了本論文的設計思想和研究內容。
　　第2章分別以咔唑、芴和甲基作為第二個給電子基團引入香豆素染料中,形

3、成雙給電子結構(2D),以氰基乙酸作為染料的吸電子基團(acceptor),以噻吩單元作為橋鏈,設計并合成了一個系列的新型2D-π-A體系敏化染料MS-C、MS-F和MS-M。
　　第3章對上述3個染料進行了詳細的光物理、電化學以及光電性能的研究。對比研究其光譜性質發(fā)現(xiàn),含有咔唑單元的MS-C最有利于吸收更多的太陽光。同時MS-C具有最負的LUMO軌道能級,這就意味著MS-C的激發(fā)態(tài)電子注入到TiO2導帶的幾率最大,電子注入效率最