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一种有机染料敏化剂及其制备方法技术

技术编号:10326308 阅读:144 留言:0更新日期:2014-08-14 12:46
本发明专利技术公开了一种半刚性共轭侧基的有机染料敏化剂及其制备方法。该有机染料敏化剂具有D-π-A结构,该类有机染料敏化剂具有结构稳定、原料普通易得、生产成本低的优点。将这类有机染料敏化剂用于制备染料敏化太阳能电池,在优化器件的条件下可获得能量转换效率7~8%的较好效果,具有一定的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及用于染料敏化太阳能电池的有机染料敏化剂及其制备方法
技术介绍
自从染料敏化纳米二氧化钛薄膜太阳能电池(DSSCs)在1991年问世以来(Nature, 1991,353,737),该类电池以其相对廉价的原材料和简单的制备工艺,较高的光电转换效率,已经引起了人们极大的研究兴趣。到目前为止,DSSCs电池的最高能量转换效率已达13% (Nat.Chem.,2014, 6,1861)。在DSSCs中,含钌类染料是研究早期效率最高的,能量转换效率超过10% (J.Am.Chem.Soc.,2001,123,1613-1624)。但是,钌染料存在如资源有限、价格昂贵等劣势,这限制了它的应用。与钌染料的资源有限相比,有机染料具有分子结构容易设计和调整、生产成本低的优势,因此这类染料受到了人们的极大重视。已公开的中国专利申请CN200810050371公开了一类纯有机染料以及由其制备的染料敏化太阳能电池,该染料属于D -π-A结构的分子,将此类材料作为敏化剂用于染料敏化太阳能电池中,获得了 90%以上的光电转换效率和高于10%的能量转换效率。但是该专利需要较繁琐的步骤才能合成出产品,成本仍然较高。已授权中国专利申请CN201010580802公开了一类含卟啉大环的有机染料敏化剂及其制备方法,其产率和能量转换效率仍有待提闻。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种用于染料敏化太阳能电池的有机染料敏化剂及其制备方法。本专利技术的技术方案为:一种有机染料敏化剂,具有以下通式(I):

【技术保护点】
一种有机染料敏化剂,其特征在于具有以下通式:式(I)中,R1是H或C1‑C8烷基或C1‑C8烷氧基,E为下面结构式(II):式(II)中R2是具有如下结构的半刚性共轭基团:

【技术特征摘要】
1.一种有机染料敏化剂,其特征在于具有以下通式: 2.权利要求1所述的有机染料敏化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)卤代的噻吩磷脂化合物与带有半刚性结构的醛基化合物进行反应,得到中间体a;所述卤代的噻吩磷脂化合物的结构式为 3.根据权利要求2所述的有机染料敏化剂的制备方法,所述步骤(1)的具体操作为:将1.5-1.85mmol的卤代的噻吩磷脂化合物,2.5-3.0mmol的醛基化合物加入到反应器中,然后加入10-15mL的THF,抽真空,通N2气保护,再缓慢加入溶有2.0-2.5mmol叔丁醇钾的THF溶液,常温搅拌约lh,然后升温至50°C,反应20-30小时;反应停止后向反应液中加入40mL蒸馏水,然后用二氯甲烷萃取,水洗,用无水MgSO4干燥,最后以石油醚/ 二氯甲烷作为淋洗剂进行柱层析,得到棕黄色固体,即为中间体a。4.根据权利要求2所述的有机染料敏化剂的制备方法,所述步骤(2)的具体操作为:将1.0-1.2mmol的硼酸酯,1.5-2.0mmol步骤(1)所得的产物和1.8-2.5mmol的K2CO3加入到反应器中,抽真空,通N2气保护,然后注入10-14mL的DMF,搅拌约10_20min,然后向反应瓶中迅速加入IOOmg的钯催化剂,在N2保护下加热回流反应20-40小时;反应停止后向反应液中加...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭松庭刘勋山陈华杰龙军卢昆
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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