本发明专利技术是一种无硫氰酸根配基的光敏剂及敏化染料太阳能电池，该光敏剂包含以式(a)表示的化学式：RuL1L2L3式(a)其中，Ru为钌，L1、L2及L3为二齿杂环配位基，L1具有以式(b)表示的结构，L2具有以式(b)、式(c)、式(d)或式(e)表示的结构，以及L3具有以式(c)、式(d)或式(e)表示的结构；式(b)和??????????????????式(c)，式(d)和式(e)其中，R1至R18选自氢原子、卤素、芳基、烯基、具有C1-C20的烷基、环烷基、炔基、氰基、氟甲烷基、烷氨基、胺基、烷氧基、杂芳基、具有卤素取代基的芳基、具有卤素取代基的芳烷基、具有卤代烷基取代基的芳基、具有卤代烷基取代基的芳烷基及具有芳基的C1-C20烷基及以上的组合所组成的群组的其中之一。上述的光敏剂可作为制备敏化染料太阳能电池用的染料敏化剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种光敏剂及其敏化染料太阳能电池，特别是一种具备较佳光电转换效率的光敏剂及其敏化染料太阳能电池。由于石化燃料为一次性能源，其不仅有耗竭的可能，且使用石化燃料所排放的废气亦造成空气污染，甚至是造成地球暖化的元凶之一。因此，寻求替代能源以降低对石化燃料的依赖是目前刻不容缓的课题。在绿色能源的发展上，太阳能的来源最为干净、丰沛，且无需挖采、精制，因此太阳能成为新能源开发利用中最活跃的领域。敏化染料太阳能电池(dye-sensitized solar cell，DSSC)的工艺简单，且制造成本较现有的硅基材料太阳能电池低廉，因此，敏化染料太阳能电池被视为继硅基材料太阳能电池之后最具潜力的太阳能电池之一。由于光敏染料性质的优劣直接影响敏化染料太阳能电池的光电转换效率，因此光敏染料即成为敏化染料太阳能电池的研究重点之一。目前使用较为广泛的光敏染料为N719染料，其具备式(I)所示的结构。然而， N719染料的吸收光谱范围与太阳光谱的匹配度不佳，其对于波长600nm以后的光谱响应较差，因此无法有效利用此波段的太阳光能。此外，在现有的N719染料，由于硫氰酸根阴离子 (NCS_，thiocyanate)配位基的配位键强度较弱。因此，若能用其它更有效且稳定的螯合配基或发色团以取代硫氰酸根配位基(NCS_)，应可以增加敏化染料太阳电池的效率及寿命。权利要求1. 一种光敏剂，其特征在于包含以式(a)表示的化学式 RuL1L2L3式(a)其中，Ru为钌，L1, L2及L3为二齿杂环配位基，L1具有以式(b)表示的结构，L2具有以式(b)、式(C)、式(d)或式(e)表示的结构，以及L3具有以式(C)、式(d)或式(e)表示的结构；2.根据权利要求1所述的光敏剂，其特征在于，R14、R15、R17及R18各自独立为CF303.根据权利要求1所述的光敏剂，其特征在于，R11、R13及R16各自独立地选自由芳基、杂芳基、具有卤素取代基的芳基、具有卤素取代基的芳烷基、具有卤代烷基取代基的芳基、具有卤代烷基取代基的芳烷基及具有芳基的C1-C20烷基所组成的群组的其中之一。4.根据权利要求3所述的光敏剂，其特征在于，R11、R13及R16各自独立地选自氢原子及下列官能基所组成的群组，其中R’为C1-C20烷基或C1-C20环烷基。5.根据权利要求1所述的光敏剂，其特征在于，R3及R6各自独立为羧基。6.一种敏化染料太阳能电池，其特征在于，包含 一第一电极，其包含一透明导电基板；以及一多孔性薄膜，其为一半导体材料，设置于该透明导电基板的一表面，该多孔性薄膜载有一光敏剂；一第二电极；以及一电解质，其设置于该多孔性薄膜以及该第二电极之间； 其中，该光敏剂包含以式(a)表示的化学式 RuL1L2L3式(a)其中，Ru为钌，L1, L2及L3为二齿杂环配位基，L1具有以式(b)表示的结构，L2具有以式(b)、式(C)、式(d)或式(e)表示的结构，以及L3具有以式(C)、式(d)或式(e)表示的结构；7.根据权利要求6所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，R14、R15、R17及R18各自独立为CF3。8.根据权利要求6所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，R11、R13及R16各自独立地选自由芳基、杂芳基、具有卤素取代基的芳基、具有卤素取代基的芳烷基、具有卤代烷基取代基的芳基、具有卤代烷基取代基的芳烷基及具有芳基的C1-C20烷基所组成的群组的其中之一。9.根据权利要求8所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，R11、R13及R16各自独立地选自氢原子及下列官能基所组成的群组，其中，R’为C1-C20烷基或C1-C20环烷基。10.根据权利要求6所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，R3及R6各自独立为羧基。11.根据权利要求6所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，该半导体材料包含 Ti02。12.根据权利要求6所述的敏化染料太阳能电池，其特征在于，该透明导电基板包含 FTO玻璃。全文摘要本专利技术是一种无硫氰酸根配基的光敏剂及敏化染料太阳能电池，该光敏剂包含以式(a)表示的化学式RuL1L2L3式(a)其中，Ru为钌，L1、L2及L3为二齿杂环配位基，L1具有以式(b)表示的结构，L2具有以式(b)、式(c)、式(d)或式(e)表示的结构，以及L3具有以式(c)、式(d)或式(e)表示的结构；式(b)和 式(c)，式(d)和式(e)其中，R1至R18选自氢原子、卤素、芳基、烯基、具有C1-C20的烷基、环烷基、炔基、氰基、氟甲烷基、烷氨基、胺基、烷氧基、杂芳基、具有卤素取代基的芳基、具有卤素取代基的芳烷基、具有卤代烷基取代基的芳基、具有卤代烷基取代基的芳烷基及具有芳基的C1-C20烷基及以上的组合所组成的群组的其中之一。上述的光敏剂可作为制备敏化染料太阳能电池用的染料敏化剂。文档编号H01M14/00GK102277007SQ20101020689公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日专利技术者吴冠霖, 季昀, 许惠筑, 陈凯伦 申请人:国立清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光敏剂，其特征在于包含以式（ａ）表示的化学式：ＲｕＬ１Ｌ２Ｌ３ 式（ａ）其中，Ｒｕ为钌，Ｌ１、Ｌ２及Ｌ３为二齿杂环配位基，Ｌ１具有以式（ｂ）表示的结构，Ｌ２具有以式（ｂ）、式（ｃ）、式（ｄ）或式（ｅ）表示的结构，以及Ｌ３具有以式（ｃ）、式（ｄ）或式（ｅ）表示的结构；式（ｂ） 式（ｃ）式（ｄ） 式（ｅ）其中，Ｒ１至Ｒ１８各自独立地选自氢原子、卤素、芳基、烯基、具有Ｃ１－Ｃ２０的烷基、环烷基、炔基、氰基、氟甲烷基、烷氨基、胺基、烷氧基、杂芳基、具有卤素取代基的芳基、具有卤素取代基的芳烷基、具有卤代烷基取代基的芳基、具有卤代烷基取代基的芳烷基及具有芳基的Ｃ１－Ｃ２０烷基及以上的组合所组成的群组的其中之一。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：季昀，陈凯伦，许惠筑，吴冠霖，
申请(专利权)人：国立清华大学，
类型：发明
国别省市：71
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