含三苯胺、異靛結(jié)構(gòu)染料的合成及其光伏性能研究

【摘要】：染料敏化納晶太陽能電池(DSSC)自上個(gè)世紀(jì)90年其首次報(bào)道以來,以其廉價(jià),高效而受到了廣泛的關(guān)注。經(jīng)過20多年的研究,現(xiàn)在,DSSC的性能已經(jīng)有大幅度的提升,總光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到13.3%。鑒于純有機(jī)染料結(jié)構(gòu)易調(diào),來源廣泛等優(yōu)勢而成為研究熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)合成了一系列有機(jī)D-π-A型染料,通過一系列表征手段研究了染料的光電性能。主要內(nèi)容如下： (1)合成了以異靛為共軛單元的有機(jī)染料TPAID1(?)(?)TPAID2。對染料進(jìn)行了性能測試,測定了其在三氯甲烷溶劑中的紫外-可見吸收光譜,得到染料TPAID1在氯仿溶液中的最大吸收波長為428nm,吸收邊帶在700nm；染料TPAID2的最大吸收波長為351nm,吸收邊帶在450nm。利用循環(huán)伏安發(fā)測定了染料的循環(huán)伏安圖,得到了染料的HOMO(?)口LUMO能級,在AM1.5G,100mW/cm2下,經(jīng)過器件測試得到染料TPAID1(?)(?)TPAID2電池能量轉(zhuǎn)化效率分別為0.59%和1.42%。 (2)通過Suzuki偶聯(lián)法,分別合成了含單錨定基團(tuán)和雙錨定基團(tuán)的染料ID3和ID4,測定了染料在氯仿溶液中的紫外-可見吸收光譜,染料ID3和ID4的最大吸收波長都在400nm左右,吸收邊帶分別為420nm和650nm。在AM1.5G,100mW/cm2下,對染料DSSC器件測試得到了染料ID3和ID4的光電轉(zhuǎn)換效率分別為2.99%和2.57%。 (3)分別以三苯胺、苯并二噻吩為給體單元；低聚噻吩、苯并二噻吩為共軛單元；氰基丙烯酸為受體單元,合成了一系列染料分子。并在分子設(shè)計(jì),合成步驟研究上面做出了較有創(chuàng)意的合成路線改進(jìn),從而為以后進(jìn)一步的探索提供證明和支撐。 【關(guān)鍵詞】：染料敏化太陽能電池 純有機(jī)染料 共軛單元 多錨定基團(tuán)
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 綜述9-33
• 1.1 太陽能及太陽能電池9-15
• 1.1.1 太陽能概述9-12
• 1.1.2 太陽能電池的發(fā)展及其分類12-15
• 1.2 染料敏化太陽能電池15-19
• 1.2.1 染料敏化太陽能電池組成和工作原理15-17
• 1.2.2 有關(guān)DSSC的性能表征參數(shù)17-19
• 1.319-31
• 1.3.1 金屬配合物染料敏化劑19-23
• 1.3.2 純有機(jī)染料敏化劑23-30
• 1.3.3 聚合物染料敏化劑30-31
• 1.4 論文研究內(nèi)容及意義31-33
• 第二章 基于異靛給體單元的有機(jī)染料的合成及其光電性能研究33-45
• 2.1 引言33-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分34-41
• 2.2.1 試劑與儀器34-35
• 2.2.2 合成路線設(shè)計(jì)35-37
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)過程37-40
• 2.2.4 合成結(jié)果與討論40-41
• 2.3 結(jié)果與討論41-44
• 2.3.1 染料的光譜性能41-42
• 2.3.3 染料的光電轉(zhuǎn)換性能42-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 基于異靛共軛單元含單、雙錨定基團(tuán)染料的合成及其光電性能研究45-53
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分46-50
• 3.2.1 試劑與儀器46-47
• 3.2.2 合成路線設(shè)計(jì)47-48
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)過程48-49
• 3.2.4 合成結(jié)果與討論49-50
• 3.3 結(jié)果與討論50-52
• 3.3.1 染料光譜特性50-51
• 3.3.2 染料的光電轉(zhuǎn)換性能51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 基于苯并二噻吩單元的有機(jī)染料的路線設(shè)計(jì)與合成53-62
• 4.1 引言53-54
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分54-60
• 4.2.1 試劑及儀器54-55
• 4.2.2 合成路線55-57
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)過程57-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果69

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