增加卟啉敏化劑光譜吸收的分子設(shè)計(jì)及光電性能研究.pdf

1、染料敏化太陽(yáng)能電池(DSC)具有制作工藝簡(jiǎn)便、原材料來(lái)源豐富、形狀色彩多樣以及隨光強(qiáng)變化性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池的理想替代者，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。理論上DSC的光電轉(zhuǎn)換效率能達(dá)到33％-36％，但是迄今為止報(bào)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(duì)光的利用率高，近年來(lái)成為D

2、SC領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。卟啉染料的特征吸收帶有兩個(gè):
　　(1)吸收較強(qiáng)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(duì)稱性和共軛性的增加，Q帶的寬度和吸收強(qiáng)度會(huì)增加，使得卟啉鋅染料能充分利用整個(gè)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(shè)計(jì)合成共敏化

3、劑(HB)來(lái)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(gè)問(wèn)題。電池性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)HB與卟啉鋅以摩爾比為3∶1共敏化時(shí)，共敏化的效果最好，電池的效率達(dá)到2.61％，而單獨(dú)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(jìn)一步紅移，設(shè)計(jì)將四苯并卟啉這種有34個(gè)π電子體系的共軛大環(huán)化合物應(yīng)用在DSC中，完成前期合成工