由于人類社會(huì)對(duì)能源需求的快速增加以及石化燃料的消耗所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,可再生能源的開(kāi)發(fā)受到了越來(lái)越多的重視。太陽(yáng)能電池技術(shù)具有巨大的應(yīng)用前景,其中,染料敏化太陽(yáng)能電池（DSSCs）因成本低、制作工藝簡(jiǎn)單,引起了廣泛關(guān)注。作為DSSCs的關(guān)鍵組件,光敏染料擔(dān)負(fù)著捕獲光子和向TiO2導(dǎo)帶注入電子等重要作用,因此,光敏染料的性能直接影響著DSSCs的光電轉(zhuǎn)換效率,是DSSCs’性能優(yōu)化的首要任務(wù)。與金屬-絡(luò)合物光敏染料相比,純有機(jī)光敏染料易于純化、原材料資源豐富。但這類光敏染料容易團(tuán)聚堆積,并且吸收譜帶窄,從而光電轉(zhuǎn)換效率通常并不高。 為了拓寬純有機(jī)光敏染料的吸收光譜范圍和抑制染料分子間團(tuán)聚,本論文設(shè)計(jì)將環(huán)狀脲/硫脲功能團(tuán)引入到三苯胺電子供體,合成了雙環(huán)狀脲功能化三苯胺類、雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類和單環(huán)狀脲（硫脲）功能化三苯胺類共三個(gè)系列光敏染料,并對(duì)這些光敏染料的光物理、電化學(xué)、前線分子軌道分布和光伏性能進(jìn)行了研究,建立了染料分子結(jié)構(gòu)（環(huán)狀脲/硫脲功能團(tuán)、取代烷基鏈長(zhǎng)度、共軛橋鏈以及受體）與光伏性能（單色光量子轉(zhuǎn)換效率、短路電流密度、開(kāi)路電壓、填充因子以及光電轉(zhuǎn)換效率）的關(guān)系。此外,... 

【文章頁(yè)數(shù)】：183 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
論文中目標(biāo)染料分子結(jié)構(gòu)與代號(hào)
第1章 緒論
    1.1 可再生能源與太陽(yáng)能電池
        1.1.1 可再生能源
        1.1.2 太陽(yáng)能電池
    1.2 染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)
        1.2.1 DSSCs組成部分
        1.2.2 DSSCs工作原理
        1.2.3 DSSCs的幾個(gè)重要參數(shù)
    1.3 純有機(jī)光敏染料以及共敏研究進(jìn)展
        1.3.1 純有機(jī)光敏染料研究進(jìn)展
        1.3.2 共敏研究進(jìn)展
    1.4 論文選題背景、主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新性
        1.4.1 論文選題背景
        1.4.2 論文主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 論文的創(chuàng)新性
第2章 雙環(huán)狀脲功能化三苯胺類光敏染料
    2.1 引言
    2.2 合成
        2.2.1 雙環(huán)狀脲功能化三苯胺類光敏染料UC6D1、UC6D2和UC6D3
        2.2.2 參比染料 TC105 和 1P-PSS
    2.3 雙環(huán)狀脲功能化三苯胺類光敏染料的光物理、電化學(xué)以及光伏性能
        2.3.1 UV-Vis吸收光譜
        2.3.2 電化學(xué)性質(zhì)
        2.3.3 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
        2.3.4 光伏性能
        2.3.5 電化學(xué)阻抗譜研究
    2.4 小結(jié)
第3章 雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類光敏染料
    3.1 引言
    3.2 合成
        3.2.1 雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類光敏染料TC6D1、TC6D2和TC6D3
        3.2.2 短橋鏈雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類光敏染料TC6D0
        3.2.3 丙基取代雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類光敏染料 TC3D0 和 TC3D1
        3.2.4 參比染料L0合成及結(jié)構(gòu)表征
    3.3 雙環(huán)狀硫脲功能化三苯胺類光敏染料的光物理、電化學(xué)以及光伏性能
        3.3.1 UV-Vis吸收光譜
        3.3.2 電化學(xué)性質(zhì)
        3.3.3 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
        3.3.4 光伏性能
        3.3.5 電化學(xué)阻抗譜研究
        3.3.6 DSSCs穩(wěn)定性研究
    3.4 小結(jié)
第4章 單環(huán)狀脲(硫脲)功能化三苯胺類光敏染料
    4.1 引言
    4.2 單環(huán)狀脲(硫脲)功能化三苯胺類光敏染料TUC6D1、TUC6D2和TUC6D3合成
    4.3 單環(huán)狀脲(硫脲)功能化三苯胺類光敏染料的光物理、電化學(xué)以及光伏性能
        4.3.1 UV-Vis吸收光譜
        4.3.2 電化學(xué)性質(zhì)
        4.3.3 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
        4.3.4 光伏性能
        4.3.5 電化學(xué)阻抗譜研究
    4.4 小結(jié)
第5章 染料結(jié)構(gòu)與其光伏性能關(guān)系探討
    5.1 引言
    5.2 染料結(jié)構(gòu)與其光伏性能關(guān)系
        5.2.1 環(huán)狀脲/硫脲功能團(tuán)對(duì)光伏性能的影響
        5.2.2 取代烷基鏈長(zhǎng)度對(duì)光伏性能的影響
        5.2.3 共軛橋鏈長(zhǎng)度及類型對(duì)光伏性能的影響
        5.2.4 受體對(duì)光伏性能的影響
    5.3 小結(jié)
第6章 雙環(huán)狀硫脲功能化染料TC6D2與N719共敏研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 光物理性能研究
        6.3.2 光伏性能研究
        6.3.3 電化學(xué)阻抗譜研究
        6.3.4 DSSCs穩(wěn)定性研究
    6.4 小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
附表
附圖
致謝
攻讀學(xué)位期間科研成果



本文編號(hào)：3723804