D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池技术

本发明专利技术公开一种D‑π‑A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池，以苯并吡喃基作为π‑桥基，氰基丙烯酸基为吸电子基团，三苯胺基团为供电子基团的D‑π‑A型结构的有机染料具有较强的电子推拉体系，有效的实现染料分子内的电子分离，具有较高的摩尔消光系数和较宽的光谱响应范围，光电转换效率达到6.7％，三苯胺基团作为供电基具有螺旋桨式的非平面空间结构，可以降低敏化染料分子在二氧化钛薄膜表面的聚集，增强了供电基团的供电能力，减小了染料的禁带宽度，提高了空穴传输能力，苯并吡喃基作为π‑桥基具有较好的共轭结构，增强了染料分子的共轭效应，拓宽了吸收光谱的响应范围，具有较好的光稳定性和热稳定性，成本低廉，具有广阔的应用前景。

D- PI -A type organic dye and its preparation method and dye-sensitized solar cell

The present invention discloses an organic dye and its preparation method and a dye sensitized solar cell, which is a dye sensitized solar cell with a benzo - benzyl group as a PI bridge base, a cyanoacrylic acid base as an electronic group and an organic dye with a three aniline group as the donor group of D and A structure with a strong electronic push system. The electronic separation in the dye molecule has high molar extinction coefficient and wide spectrum response range, the photoelectric conversion efficiency reaches 6.7%. The three aniline group has a propeller type non planar space structure as the power supply base, which can reduce the aggregation of the sensitized dye molecules on the surface of the titanium oxide film and enhance the power supply. The power supply capacity of the group reduces the band gap of the dye and improves the hole transmission capacity. The benzo Piran base has a better conjugate structure as the PI bridge foundation, strengthens the conjugation effect of the dye molecules, broadens the response range of the absorption spectrum, has good light stability and thermal stability, and has a low cost, and has a broad cost. The prospect of application.

【技术实现步骤摘要】
D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池
本专利技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池。
技术介绍
随着资源短缺和环境污染问题的日益突出，太阳能作为一种清洁可再生能源越来越受到世人的关注。当前，通过太阳能电池进行光电转换是人类利用太阳能的主要途径之一。在太阳能电池中，硅太阳能电池因其转换率高和技术成熟占据了太阳能电池90％的份额，然而硅系太阳能电池因其工艺复杂，价格昂贵，材料要求苛刻而难以普及。如何提高太阳能电池的光电转换效率并有效的降低其制造成本，成为诸多太阳能电池工作者不断追求的目标。自1991年瑞士Grtzel团队在染料敏化太阳能电池(DSSC)研究方面取得突破以来，该类电池由于具有高效、低成本、低能耗、环境友好等优点，显示出强大的商业应用前景，逐渐成为世界各国研究的热点。其中，作为DSSC重要组成部分的染料敏化剂起着关键作用，它们捕获太阳光，并产生激发电子，然后注入到光阳极中，其光电性能对整个DSSC的光电转换效率有着重要的影响。目前，性能最好的染料敏化剂是含贵金属的金属有机敏化剂，如Ru基多吡啶配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种D‑π‑A型结构的有机染料，其特征在于其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种D-π-A型结构的有机染料，其特征在于其结构式如下：式中R1为H、烷氧基，R2为H、烷氧基、苯乙烯基。2.根据权利要求1所述的D-π-A型结构的有机染料，其特征在于所述结构式具体为：3.一种权利要求2所述的D-π-A型结构的有机染料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、供电基团的制备：a、双己氧基三苯胺的制备：将摩尔比为1：1的对碘苯酚和溴代正己烷置于烧瓶反应器中，然后依次加入氢氧化钾和二甲基亚砜，室温下反应20～60min后，将反应液倒入水中，用二氯甲烷萃取，萃取的有机层用蒸馏水洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，浓缩，得到中间体A；将氢氧化钾、铜粉和18-冠-6-醚加入双口烧瓶反应器中，然后在N2保护条件下，将摩尔比为1：(2.5～2.8)的苯胺和中间体A经邻二氯苯溶解后加入双口烧瓶反应器中，回流反应18～30h，冷却后过滤，所得滤液经旋蒸除去邻二氯苯后，经过柱层析分离得到中间体B；在冰浴条件下，将三氯氧磷缓慢滴加到盛有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶反应器中，搅拌反应1-2h后，将中间体B经过N,N-二甲基甲酰胺溶解后加入烧瓶反应器中，中间体B与三氯氧磷的摩尔比为1：(9-10)，升高反应温度至75-90℃，反应2-3h后，将反应物倒入冰水中，调节PH值至8-9，用二氯甲烷进行萃取，用无水硫酸镁干燥，旋蒸后得到粗产物，将粗产物经过柱层析分离纯化得到双己氧基三苯胺；b、三苯胺单醛的制备：冰水浴下在装有干燥管的三颈瓶中加入干燥的N，N-二甲基甲酰胺，缓慢滴加三氯氧磷，搅拌2小时，得到Vilsmeier试剂，其中N，N-二甲基甲酰胺和三氯氧磷的摩尔比为(10～20)∶1，将三苯胺加入到Vilsmeier试剂中，其中三苯胺和Vilsmeier试剂的摩尔比为1∶(1.1～2)，在95-105℃下反应2.5-8小时，产物倒入冰水中，调节PH值至中性，得到沉淀；粗产物经柱层析分离制得三苯胺单醛；c、苯乙烯取代三苯胺单醛的制备：将溴化卞基三苯基膦溶解于干燥的THF中，冰盐浴冷却，氮气保护，然后加入叔丁醇钾，室温下搅拌半小时得到ylide试剂，其中叔丁醇钾与溴化卞基三苯基膦的摩尔比为(1～1.1)∶1；将该ylide试剂滴加到浓度为20～50％三苯胺双醛的THF溶液中，其中三苯胺双醛和ylide试剂的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈荣存，
申请(专利权)人：南京楚卿电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32