含苯并二噻吩的新型聚合金屬配合物染料的合成及光伏性能研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的無機太陽能電池，染料敏化太陽能電池由于其具有低成本、高效率和綠色環(huán)保等優(yōu)勢，成為了近年來光伏領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉粗?。在這類電池中，染料敏化劑作為其關(guān)鍵組成部分，在捕獲太陽能和產(chǎn)生電荷方面起著重要的作用。在目前已報道的染料敏化劑中，要屬含貴金屬釕多吡啶染料敏化劑性能最好，然而其來源短缺、生產(chǎn)成本高且難以凈化，使得其廣泛應(yīng)用受到了限制。相比之下，由價格低廉且來源廣泛的過渡金屬元素組成的聚合金屬配合物光敏化劑由于具有結(jié)構(gòu)

2、多樣、易設(shè)計合成、熱穩(wěn)定性好且成本低等優(yōu)點，有望成為新一類具有發(fā)展前景的敏化劑被應(yīng)用到染料敏化太陽能電池中，成為目前研究的重點和熱點，代表了今后染料的發(fā)展方向，故設(shè)計合成用于替代釕基染料的聚合金屬配合物染料敏化劑具有重要的理論和實際意義。在本論文中設(shè)計合成了兩類新型的吸光性能優(yōu)良、高熱穩(wěn)定性的聚合金屬配合物染料，內(nèi)容如下：
　　1.分別以苯并二噻吩和對苯二酚衍生物作為給體，噻吩乙烯基作為π橋和含鋅與鎘的8-羥基喹啉金屬配合物作為受

3、體，通過Yamamoto聚合反應(yīng)設(shè)計合成了四種新型的D-π-A型聚合金屬配合物染料，表征并分析測試了它們作為染料敏化劑的光伏性能。結(jié)果表明，四種聚合金屬配合物有著良好的熱穩(wěn)定性，基本上能夠滿足太陽能電池光伏器件制作的要求，基于四種聚合金屬配合物（P1、P2、P3和P4）在DSSCs中表現(xiàn)的光電效率分別為2.34％、2.46％、1.51％和1.65％，其中聚合物（P1、P2）的光電轉(zhuǎn)換效率要相應(yīng)的高于聚合物（P3、P4），這主要是由于苯并

4、二噻吩衍生物的給電子能力比對苯二酚衍生物強。
　　2.分別以芴、4,8-二辛氧基苯并二噻吩和1,4-二辛氧基苯作為給體，碳碳雙鍵作為π橋和8-羥基喹啉的金屬配合物作為受體，設(shè)計合成了四種新型的D-D-π-A型聚合金屬配合物染料，表征并分析測試了它們作為染料敏化劑的光伏性能。結(jié)果表明，四種新型的聚合金屬配合物有著良好的熱穩(wěn)定性，其中P1、P2、P3和P4在DSSCs中表現(xiàn)的光電效率分別為2.38％、2.62％、1.53％和1.72％