含芴和8-羥基喹啉的聚合金屬配合物的合成及光伏性能.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池因具有制備工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能、綠色環(huán)保等特點(diǎn),而成為近年來光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為染料敏化太陽(yáng)能電池的核心部分,光敏染料主要起著吸收太陽(yáng)光并將激發(fā)態(tài)電子注入到納米半導(dǎo)體導(dǎo)帶的作用,是DSSCs獲得高光電轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)壽命的決定因素之一。至目前為止,雖然釕吡啶配合物染料光敏效果最好,但貴金屬釕的使用使得染料成本居高不下,同時(shí)該染料的分離提純也很困難。而有機(jī)染料種類繁多,光物理性質(zhì)調(diào)控方便,易于制備和提純,其使用將有望提高電池的

2、效率和降低電池的成本。有機(jī)染料一般為D-π-A型結(jié)構(gòu),即具有電子給體-π橋基-電子受體的電子推拉體系。通過加強(qiáng)染料D-π-A體系的電子推拉能力,不僅可以有效地拓寬染料分子的光譜響應(yīng)范圍,而且還可以實(shí)現(xiàn)染料激發(fā)態(tài)時(shí)電荷的有效分離,從而使電池的轉(zhuǎn)化效率得到提高。
　　聚合金屬配合物是有機(jī)配體和金屬離子之間通過配位鍵形成的具有無限網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配合物。由于其兼具了無機(jī)金屬配合物與高分子材料的特征,在電學(xué)、光學(xué)、磁性等方面表現(xiàn)出獨(dú)特的性能,使

3、得它們?cè)谥T多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值。
　　基于以上研究背景,設(shè)計(jì)了六種新型的D-π-A結(jié)構(gòu)的聚合金屬配合物。并對(duì)其開展研究工作,主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、本文設(shè)計(jì)合成了四種以8-羥基喹啉金屬配合物為電子受體,芴乙烯單元為π-橋基,通過改變不同的供電子體如取代苯、咔唑和芴的側(cè)鏈型聚合金屬配合物P1,P2,P3和P4,并通過核磁、紅外和元素分析等手段對(duì)其進(jìn)行了表征。
　　2、設(shè)計(jì)了以辛基取代苯為電子供體,芴席夫堿

4、為π-橋基,改變不同金屬的8-羥基喹啉金屬配合物為電子受體,得到了兩種側(cè)鏈型聚合金屬配合物PF1和PF2,并對(duì)這些聚合物進(jìn)行了表征確認(rèn)。
　　3、研究了六種聚合金屬配合物P1,P2,P3,P4,PF1和PF2的電化學(xué)性質(zhì),結(jié)果表明,這些染料分子的LUMO和HOMO能級(jí)均可以滿足其作為光敏染料的能級(jí)要求,即染料激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的電子向半導(dǎo)體TiO2導(dǎo)帶的注入和氧化態(tài)染料從電解質(zhì)的氧化還原電對(duì)中得到電子實(shí)現(xiàn)其再生所要求的能級(jí)。
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