本发明专利技术公开了一种制备光电转化器件的方法，所述器件包含染料敏化的金属氧化物半导体，所述半导体用基本上透明的异羟肟酸衍生物或其盐处理。还公开了通过所述方法获得的光电转化器件以及基本上透明的异羟肟酸衍生物在提高染料敏化光电转化器件的能量转化效率η中的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种制备包含用基本透明的异羟肟酸或基本透明的其盐处理的染料敏化金属氧化物半导体的光电转化器的方法。本专利技术还涉及一种可通过本专利技术方法获得的光电转化器件，还涉及一种包含所述光电转化器件的光电池，尤其是太阳能电池。此外，本专利技术还涉及基本透明的异羟肟酸或基本透明的其盐在提高染料敏化光电转化器的能量转化效率η中的用途。
技术介绍
使用由染料敏化的半导体金属氧化物的光电转化器件(下文称为“染料敏化光电转化器件”)及其材料和制备方法已例如公开于美国专利4，927，721、5，350，644、6,245, 988,WO 2007/054470和WO 2009/013258中。由于其可使用用于其的廉价金属氧化物半导体如二氧化钛而无需提纯至高纯度，染料敏化光电转化器件可以以与硅基电池相比 降低的成本制备。用于(例如)太阳能电池中的光电转化器件总体性能的特征在于若干参数，如开路电压(V。。)、短路电流(Is。)、填充因子(FF)和由其导致的能量转化效率(η)(参见例如Jenny Nelson, “The Physics of Solar Cells，，(2003), Imperial College Press)。由于传统的染料敏化光电转化器件不一定具有足够高的光电转化效率，进行了许多尝试以进一步改进这些器件。为此，EP 1473745提出了使具有疏水部分和锚定基团的化合物与染料一起共吸附至半导体金属氧化物上，其描述了这导致开路电压V。。的提高。US 6，586，670报道了一种使用用特定脲化合物处理的半导体金属氧化物的染料敏化光电转化器件，其具有优异的能量转化效率H。使用包含异羟肟酸盐结构部分的染料作为锚定基团以制备光电转化器件例如由WO 99/03868,WO 2008/029523和WO 2006/010290已知。然而，就光电转化而言，迄今为止尚未报道将异羟肟酸盐化合物用于除结合捕光染料的任何其他目的。仍持续需要进一步改善染料敏化光电转化器件的性能，尤其是其能量转化效率η ο因此，本专利技术的目的是提供一种具有改善的能量转化效率η的光电转化器件，包含所述器件的太阳能电池及其制备方法。所述目的通过下文详述的方法和器件实现。本专利技术涉及一种制备染料敏化光电转化器件的方法，所述器件包含含至少一种其上吸附有至少一种发色物质的半导体金属氧化物的光敏层，其中所述半导体金属氧化物用在400-1000nm，优选400_800nm的电磁波长范围内基本透明的至少一种异羟肟酸或至少一种其盐处理。令人惊讶地，在染料敏化光电转化器件和包含该器件的太阳能电池中添加这类异羟肟酸/异羟肟酸盐添加剂导致器件性能显著改善，即使在电池中存在更少的吸光染料的情况下也是如此。本专利技术还涉及一种可通过本专利技术方法获得且具有如下特征的染料敏化光电转化器件以及包含这类器件的光电池，优选太阳能电池。所述光电池包含染料敏化光电转化器件且为电路的一部分。此外，本专利技术还涉及上文和下文所定义的异羟肟酸和/或其盐在改善染料敏化光电转化器件以及包含所述器件的光电池，尤其是太阳能电池的能量转化效率η中的用途。下文对本专利技术方法的描述也适用于本专利技术的染料敏化光电转化器件和光电池。在本专利技术上下文中，“基本透明”意指异羟肟酸或其盐基本不吸收，且优选也基本不反射400-1000nm,优选400_800nm波长范围内的电磁福射。在所述波长范围内“基本不吸收，且优选也基本不反射”意指异羟肟酸或其盐具有在二氯甲烷中测得的在400-1000nm，优选400_800nm电磁波长范围内低于IO3L · moF1 · cnT1,优选低于 IO2L · moF1 · cnT1 的消光系数。 如果使用TiO2作为半导体金属氧化物，则异羟肟酸或其盐可具有与TiO2吸收重叠的电荷转移吸收带。这些电荷转移带的消光系数在400nm处<1000L/(mol · cm)，且实际上不对光伏电池的光电流做出贡献。本专利技术方法和器件具有若干优点。例如，本专利技术方法允许廉价且容易地制备具有优异能量转化效率H的特征且非常适用于太阳能电池中的耐用光电转化器件。在本专利技术的上下文中，所用术语通常定义如下术语“阳离子当量”是指可中和异羟肟酸阴离子(R1-C(O)-NR2-O-)的阳离子的当量。例如，Ca2+离子可结合2个异羟肟酸根，即式(I’)中的M+对应于l/2Ca2+，此时阳离子当量为I丐尚子当量。除非另有说明，术语“烷基”、“烷氧基”、“烷硫基”、“卤代烷基”、“卤代烷氧基”、“卤代烷硫基”、“链烯基”、“链二烯基”、“链三烯基”、“炔基”、“亚烷基”和由其衍生的基团始终分别包括未支化和支化的“烷基”、“烷氧基”、“烷硫基”、“卤代烷基”、“卤代烷氧基”、“卤代烷硫基”、“链烯基”、“链二烯基”、“链三烯基”、“炔基”和“亚烷基”。前缀Cn-Cm表示烃单元中的相应碳数。除非另有说明，卤代取代基优选具有1-5个相同或不同的卤原子，尤其是氟原子或氯原子。在本说明书的上下文中，除非另有说明，Ctl亚烷基或(CH2)tl或类似措辞是指单键。术语“卤素”在每种情况下是指氟、溴、氯或碘，尤其是指氟、氯或溴。烧基和(例如)烧氧基、烧硫基、芳烧基、杂芳烧基、环烧基烧基或烧氧基烧基中的烷基结构部分具有I个或多个C原子，例如1-4个、1-6个、1-8个、1-10个、1-12个或1-18个碳原子的饱和直链或支化烃基，例如C1-C4烷基如甲基、乙基、丙基、I-甲基乙基(异丙基)、丁基、I-甲基丙基(仲丁基)、2_甲基丙基(异丁基)或1，I-二甲基乙基(叔丁基)；C1-C6烧基如甲基、乙基、丙基、1_甲基乙基、丁基、1_甲基丙基、2_甲基丙基、I, I- _.甲基乙基、戊基、I-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2，2-二甲基丙基、I-乙基丙基、己基、1，I-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、I-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1，I- 二甲基丁基、1，2- 二甲基丁基、1，3- 二甲基丁基、2，2- 二甲基丁基、2，3- 二甲基丁基、3，3_ _■甲基丁基、1_乙基丁基、2_乙基丁基、1，1，2- 二甲基丙基、I, 2, 2-二甲基丙基、I-乙基-I-甲基丙基或I-乙基-2-甲基丙基！C1-C8烧基如如文对C1-C6烧基所述的基团，此外还有庚基、2-甲基己基、辛基或2，4-二乙基己基及其位置异构体K1-Cltl烷基如前文对C1-C8烷基所述的基团，此外还有壬基、癸基、2，4- 二甲基辛基及其位置异构体K1-C12烷基如前文对C1-Cltl烷基所述的基团，此外还有i^一烷基、十二烷基、5，7-二甲基癸基、3-甲基十一烷基及其位置异构体；和C1-C18烷基如前文对C1-C12烷基所述的基团，此外还有十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基及其位置异构体。C3-C10烷基为具有3-10个碳原子的饱和直链或支化烃基。其实例为丙基、I-甲基乙基(异丙基)、丁基、I-甲基丙基(仲丁基)、2-甲基丙基(异丁基)、1，1-二甲基乙基(叔丁基)、戊基、I-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2，2-二甲基丙基、I-乙基丙基、己基、1，I-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、I-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·G·普希雷尔，F·艾克迈尔，J·舍恩布姆，R·森斯，P·埃尔克，H·赖歇尔特，H·博格曼，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：
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