本发明专利技术涉及有机染料，具体地说是一种三苯胺基有机染料及其合成方法和应用，其中供电子部分为三苯胺基团，吸电子部分为氰基丙烯酸基团，本发明专利技术与现有技术相比，所述染料分子中的羧基(-COOH)是优先选择的吸附官能团，它可能保证染料分子化学吸附到两性TiO2表面，使染料分子的最低空轨道(LUMO)与TiO2的3d轨道发生电子云的重叠，同时三苯胺基团及其衍生物具有很强的给电子能力，而且其中的三个苯环具有非共平面结构，可以防止分子之间堆积，减少染料的聚集，染料分子的D-π-A结构具有较大的共轭体系，使染料的吸收光谱红移和宽化，有效增强了染料分子的光捕获能力，提高了可见光的利用效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机染料，具体地说是一种三苯胺基有机染料及其合成方法和应用。
技术介绍
染料敏化太阳电池是一种崭新的太阳能电池，其具有类似三明治的结构，包括工作电极和对电极，在生产制造过程中，将纳米二氧化钛烧结在导电玻璃上，再将光敏染料镶嵌在多孔纳米二氧化钛表面形成工作电极，工作电极和对电极(通常为担载了催化量钼或者碳的导电玻璃)之间是含有氧化还原物质对的液体电解质，它浸入纳米二氧化钛的孔穴与光敏染料接触。工作时，在入射光的照射下，镶嵌在纳米二氧化钛表面的光敏染料吸收光子，跃迁到激发态，然后向二氧化钛的导带注入电子，染料成为氧化态的正离子，电子通过外电路形成电流到对电极，染料正离子接受电解质溶液中还原剂的电子，还原为最初染料，而电解质中的氧化剂扩散到对电极得到电子而使还原剂得到再生，形成一个完整的循环，在整个过程中，表观上化学物质没有发生变化，而光能转化成了电能。目前的染料敏化太阳能电池(DSSCs)工艺中，公认性能最好的光敏染料是钌联吡 啶类的金属配合物染料，但是，由于该类型的染料含有贵金属且制备和提纯都比较困难，难以实现大规模应用。有机染料具有摩尔消光系数高，合成和提纯比较简单，制作成本相对低廉等优点，且可以独立改变分子各个部分的结构，这有利于探究染料结构与光电转换性能的依赖关系。因此，纯有机染料在DSSCs中的应用也引起了越来越多的关注。其中三苯胺及其衍生物具有良好的空穴传输能力，并可作为电子给体材料，所以具有良好的光电转换性能，被广泛应用在有机光电材料领域，然而现有技术中非金属有机光敏化染料在稳定性、效率方面存在不足。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺点和不足，提出一种生产成本低、稳定性好，能够有效增强染料分子的光捕获能力，提高可见光利用效率的三苯胺基染料及其合成方法和应用。本专利技术可以通过以下措施达到 一种三苯胺基有机染料，其特征在于具有如下式所示结构权利要求1.一种三苯胺基有机染料，其特征在于具有如下式所示结构2.一种如权利要求I所述的三苯胺基染料的合成方法，其特征在于包括如下步骤 步骤I :合成N，N- 二苯胺基-4-苯乙烯，具体为将叔丁醇钾和甲基三苯基碘化磷加入反应器中，在真空条件下干燥，然后在氮气保护下，加入溶有4-二苯胺基苯甲醛的四氢呋喃，搅拌后，室温下反应4h，反应完毕后用水-二氯甲烷萃取反应产物，得有机相，旋蒸后进行柱层析，洗脱剂为正己烷，所得固体用二氯甲烷-甲醇重结晶得白色晶体， 步骤2:合成4-(4-二苯基苯乙烯)-2-甲氧基苯甲醛，具体为将步骤I中所得的产物，与4-溴-2-甲氧基苯甲醛，碳酸钠，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚以及Pd催化剂加入反应器中，在真空条件下干燥，然后在氮气保护下加入DMAC，回流反应6h，反应完毕后用水-二氯甲烷萃取反应产物，得有机相，旋蒸后进行柱层析，正己烷-二氯甲烷为洗脱剂，采用重结晶法进一步纯化得到橙色晶体， 步骤3 合成2-氰基-3-(4-(4- 二苯基苯乙烯)-2_甲氧基苯基)-丙烯酸,具体为将步骤2中所得的产物与氰基乙酸，醋酸铵加入到反应器中，在真空条件下干燥，然后在氮气保护条件下，加入甲苯，回流8h后冷却，溶液中析出红色物质，过滤，依次用正己烷、正己烷-乙醚混合溶剂(5:1)洗涤沉淀，得到红色固体。3.根据权利要求2所述的一种三苯胺基染料的合成方法，其特征在于步骤I中所述N, N- 二苯胺基-4-苯乙烯的合成中化学反应方程式如下4.根据权利要求2所述的一种三苯胺基染料的合成方法，其特征在于步骤2中所述4-(4-二苯基苯乙烯)-2-甲氧基苯甲醛的合成反应方程式如下5.根据权利要求2所述的一种三苯胺基染料的合成方法，其特征在于步骤3中所述2-氰基-3-(4-(4-二苯基苯乙烯)-2-甲氧基苯基)_丙烯酸的合成的反应方程式如下6.一种如权利要求I所述的三苯胺基有机染料的应用，其特征在于用作液体染料敏化太阳能电池的敏化剂。7.根据权利要求6所述的一种三苯胺基有机染料的应用，其特征在于包括以下步骤 步骤(I):制作光电极，具体为先将导电玻璃切割成I. 8cmX I. 5cm的长方形，依次用去离子水、乙醇、异丙醇、丙酮、去离子水超声清洗，烘干后备用，然后采用丝网印刷的方法将二氧化钛浆料涂敷在导电玻璃上，重复印刷6次得到厚度约为12 μ m的二氧化钛膜，将制备好的二氧化钛膜置于管式炉中500°C烧结60min,然后将其浸于40mM TiClyK溶液中，升温至70 °C处理30min，处理结束后取出1102膜用去离子水冲洗干净，再次置于管式炉中500°C烧结60min，当冷却温度降至70°C时，将二氧化钛膜浸泡在浓度为2 X 10_4mol/L的三苯胺染料乙醇溶液中，24h后取出，并用无水乙醇冲洗，晾干， 步骤(2):制备对电极，具体为采用丝网印刷法将氯钼酸溶液涂敷在导电玻璃表面，放入管式炉中500°C烧结30min，冷却备用， 步骤(3):电池的组装，具体为在光电极的二氧化钛膜上滴2-3滴电解液，将钼电极朝下与光电极组装，两片电极的玻璃板微微错开，以便测试，用力压紧后用夹子把两片电极夹住。8.根据权利要求7所述的三苯胺有机染料用作液态敏化太阳能电池敏化剂的方法，其特征在于步骤(I)中所述制作光电极，采用丝网印刷的方法将二氧化钛浆料涂敷在导电玻璃上时，每次印刷的二氧化钛膜需要在室温下静置5min后，再放在烘箱中于120°C烘烤6min，以便进行下次印刷。9.一种液体染料敏化太阳能电池,包括光电极、电解液和对电极，其特征在于米用如权利要求8所述的方法制得。全文摘要本专利技术涉及有机染料，具体地说是一种三苯胺基有机染料及其合成方法和应用，其中供电子部分为三苯胺基团，吸电子部分为氰基丙烯酸基团，本专利技术与现有技术相比，所述染料分子中的羧基(-COOH)是优先选择的吸附官能团，它可能保证染料分子化学吸附到两性TiO2表面，使染料分子的最低空轨道(LUMO)与TiO2的3d轨道发生电子云的重叠，同时三苯胺基团及其衍生物具有很强的给电子能力，而且其中的三个苯环具有非共平面结构，可以防止分子之间堆积，减少染料的聚集，染料分子的D-π-A结构具有较大的共轭体系，使染料的吸收光谱红移和宽化，有效增强了染料分子的光捕获能力，提高了可见光的利用效率。文档编号C09B23/14GK102924958SQ201210457849公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日专利技术者刘荣刚, 柏铭, 蒋庭玉, 刘爱云, 马庆林 申请人:黑龙江中天恒基房地产开发集团有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三苯胺基有机染料，其特征在于具有如下式所示结构：，其中供电子部分为三苯胺基团，吸电子部分为氰基丙烯酸基团。2012104578492100001dest_path_image001.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘荣刚，柏铭，蒋庭玉，刘爱云，马庆林，
申请(专利权)人：黑龙江中天恒基房地产开发集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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