含鄰菲咯啉衍生物或8-羥基喹啉衍生物的主鏈聚合金屬配合物設計合成及其光伏性能研究.pdf

1、能源資源是新世紀世界爭奪的焦點,它將成為世界沖突的首要原因。傳統(tǒng)的化石能源面臨資源枯竭還會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染等問題,這不利于改善民生,也不利于提高人民的生活水平。因此發(fā)展無污染的清潔可再生能源是解決能源危機及環(huán)境問題的重要舉措。
　　染料敏化太陽能電池做為可再生能源利用的重要組成部分,自1991年光電轉換效率大于7％的電池問世以來,掀起了科學家們的研究熱潮,目前其能量轉換效率已經(jīng)可以與硅太陽能電池相媲美了。預計在不久的將來就會實現(xiàn)

2、工業(yè)化生產(chǎn)從而進入到商業(yè)化階段,但該類電池要廣泛應用,還需要提高器件的使用壽命、開發(fā)出低成本無毒的染料等。在文獻調研的基礎上,考慮到有著D-π-A體系的有機光敏化染料有著高的摩爾吸光率、原料易得、易于結構修飾、能隙較低等優(yōu)點,而金屬配合物類的染料有著較高的能量轉換效率以及良好的熱穩(wěn)定性能,因此將金屬配合物嵌入到有機分子鏈中,理論上可以制備出兼具配合物染料與有機染料各自優(yōu)點的新型光敏染料。
　　聚合金屬配合物具有良好的光熱穩(wěn)定性以及

3、較寬的吸光范圍,該類配合物在發(fā)光器件中已經(jīng)得到了深入的研究,但是在太陽能電池領域的研究目前還只停留在探索階段。因此,本文將咔唑、烷基芴、烷氧苯等不同有機單元通過反應接入到羥基喹或鄰菲咯啉衍生物的金屬配合物上形成兩系列主鏈型聚合物金屬配合物,然后將其做為染料敏化劑應用于染料敏化太陽能電池器件中,研究其光伏性能,有望得到穩(wěn)定性能好、開路電壓高、能量轉換效率高的染料,這對于拓寬該領域的發(fā)展有著重要意義。
　　研究表明制得的目標染料(P1

4、、P2、P3、P4;PKLB-Zn、PKLW-Zn、PKLB-Cd和PKLW-Cd)有著良好的熱穩(wěn)定性;它們的HOMO能級及LUMO能級均符合光敏劑的要求;含噻吩衍生物的P1、P2、P3和P4器件能量轉換效率分別為0.63%、0.54%、0.735%和0.571%;含喹啉衍生物的PKLB-Zn、PKLW-Zn、PKLB-Cd和PKLW-Cd器件能量轉換效率分別為2.17%、2.04%、2.45%和2.18%?；谒鼈兊碾姵仄骷哂休^高