以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用制造技术

技术编号:8267579 阅读:221 留言:0更新日期:2013-01-30 23:06
本发明专利技术提供一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用,属于有机染料领域。该有机染料以烷氧基取代的芴作为三芳胺给体的单元,使用含烷氧基取代的芴结构单元能够提高染料给体部分的推电子能力,同时芴单元的使用也可以减小分子聚集,降低电池中的电子复合,有效提高电池的开路电压,烷基链的引入在降低分子聚集的同时可以改善染料的溶解性,为器件优化提供便利。本发明专利技术提供的有机染料的合成路线简便,易于纯化;由本发明专利技术的有机染料制备的染料敏化太阳电池,开路电压达948毫伏,短路光电流达14.36毫安每平方厘米,功率转化效率达9.9?%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机染料
,具体涉及一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用
技术介绍
太阳能作为一种清洁的能源,在目前传统能源面临危机状况下,将被更广泛地开发和利用。在当今太阳能电池领域,硅基太阳能电池占主导地位,但其制造成本较高,尚无法大规模替代传统能源。染料敏化太阳能电池,作为一种廉价的基于有机光电功能材料的激子型太阳能电池受到国内外广泛的关注和研究。1991年,瑞士联邦高工Gdtzel教授报到了染料敏化纳米晶太阳能电池的突破性工作(Nature 1991,353,737),开启纳米结构有机光伏电池研究的热潮。但长期以来高效电池中贵金属钌配合物染料的使用被公众所诟·病,因此,不含贵金属的染料的开发一直是染料敏化太阳能电池的研究重点之一。2011年,经过大量研究人员长时间的努力,以锌卟啉染料YD2-0-C8和纯有机染料Y123共敏化的电池,取得了能量转换效率12.3 %的进展(Science,2011,334,629),不但脱离了对贵金属的依赖,而且在能量转化效率上取得了突破性进展。这类电池,不但实现了吸收光谱的拓宽,而且立体空间阻隔的设计有效地减缓了半导体薄膜中的电子与氧化还原电解质复合的速率,实现了器件的高输出电压。与锌卟啉类染料相似,纯有机染料同样具有较廉价的制备成本和较高摩尔吸收系数,而且纯有机染料可选的结构单元更加丰富。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的有机染料由于含用贵金属使成本偏高的问题,而提供一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用。本专利技术提供一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,结构如式(V)所示权利要求1.一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,其特征在于,结构如式(V)所示2.根据权利要求I所述的一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,其特征在于,所述的有机染料具有式(I )所示的结构3.根据权利要求I所述的一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,其特征在于,所述的有机染料具有式(II)所示的结构4.根据权利要求I所述的一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,其特征在于,所述的有机染料具有式(III)所示的结构5.权利要求I 4任何一项所述的以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料在染料敏化太阳电池中的应用。6.—种有机染料敏化太阳电池,其特征在于,染料层为权利要求I 4任何一项所述的以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料。全文摘要本专利技术提供一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料及在染料敏化太阳电池中的应用,属于有机染料领域。该有机染料以烷氧基取代的芴作为三芳胺给体的单元,使用含烷氧基取代的芴结构单元能够提高染料给体部分的推电子能力,同时芴单元的使用也可以减小分子聚集,降低电池中的电子复合,有效提高电池的开路电压,烷基链的引入在降低分子聚集的同时可以改善染料的溶解性,为器件优化提供便利。本专利技术提供的有机染料的合成路线简便,易于纯化;由本专利技术的有机染料制备的染料敏化太阳电池,开路电压达948毫伏,短路光电流达14.36毫安每平方厘米,功率转化效率达9.9 %。文档编号C09B23/04GK102898854SQ20121040129公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日专利技术者王鹏, 范晔, 张敏, 许名飞, 姚朝阳 申请人:中国科学院长春应用化学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以含烷氧基取代芴单元的三芳胺为给体的有机染料,其特征在于,结构如式(Ⅴ)所示:式(Ⅴ)中,R1为C1~C18烷基;R2、R3、R4和R5各自独立为C1~C18烷基;Y为H、Na或K离子;Ar1为或,其中R6和R7各自独立为氢原子、C1~C18烷基或C1~C18烷氧基,R8和R9各自独立为氢原子或C1~C18烷基;Ar2为或,其中R10、R13和R14各自独立为氢原子、C1~C18烷基或C1~C18烷氧基,R11和R12各自独立为C1~C18烷基。FDA0000227958801.jpg,FDA0000227958802.jpg,FDA0000227958803.jpg,FDA0000227958804.jpg,FDA0000227958805.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王鹏范晔张敏许名飞姚朝阳
申请(专利权)人:中国科学院长春应用化学研究所
类型:发明
国别省市:

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