【摘要】：隨著染料敏化太陽能電池(DSSCs)光電轉(zhuǎn)換效率取得突破性的提高,敏化劑(特別是有機敏化劑)在過去的二十幾年中因其自身不含有稀有金屬結(jié)構(gòu),易于合成和優(yōu)化的優(yōu)點而獲得了越來越多的關(guān)注,并且因其分子結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性而得到了廣泛研究。本文設(shè)計合成了四種新型的繞丹寧染料,作為染料敏化劑制備成染料敏化太陽能電池,并對其性能進行了研究。第1章簡述了染料敏化劑的分類和特點,闡述了近年來以氰基乙酸和以繞丹寧酸為受體的染料敏化劑的研究進展,最后引出本論文的設(shè)計思路和研究內(nèi)容。第2章以咔唑吲哚啉基團為電子供體,苯基或者噻吩基為π橋,以氰基乙酸,繞丹寧-3-乙酸和修飾過的繞丹寧酸為電子受體,設(shè)計合成了四種新型的染料敏化劑CS-23,CS-24,CS-25和CS-26,并用核磁共振波譜和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀確定了化合物的結(jié)構(gòu)。第3章對四種新型染料敏化劑進行了光物理和電化學性能研究,并使用Gaussian 09程序?qū)λ姆N染料的基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)的各項性質(zhì)進行量化計算。通過對該系列染料制成的電池器件的光伏性能進行詳細研究,發(fā)現(xiàn)使用共軛的氰基乙酸取代不共軛的羧基,會使染料光捕獲能力增強,電子的注入過程也更加平滑。同時,在繞丹寧片段上引入長烷基鏈,可以防止染料在TiO_2表面的π聚集,抑制電子復合,使光電壓明顯增強。因此,在不加入任何共吸附劑的情況下,我們合成的染料CS-22表現(xiàn)出優(yōu)異的光伏性能,PCE=8.48%,J_(SC)=17.49 mA cm~(-2),V_(OC)=713 mV,ff=0.681。在經(jīng)過約1000 h老化測試后其PCE僅下降5%,由此可知染料同時還具有高穩(wěn)定性。第4章結(jié)論。
【學位授予單位】：河北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ610.1;TM914.4
【圖文】：

化合物2的1HNMR（CDCl3）

化合物4的1HNMR（CDCl3）

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本文編號：2731689