四氢喹啉类有机光敏染料的合成与性能研究.pdf

·376· 中国太阳能光伏进展； 四氢喹啉类有机光敏染料的合成与性能研究 陈瑞奎杨希川’田海宁孙立成 大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连 116012 【摘要】 本文首次采用四氢喹啉为供电子母体、氰基乙酸为吸电子基团和吸附基团，‘并 mW／cm2 引入不同的噻吩桥链得到4个电子推拉型的纯有机染料敏化剂。在100 的光强下，以染料3为敏化剂的太阳能电池的最大光电转化效率为3．84％，相同 条件下，N3染料为敏化剂的太阳能电池的光电转化效率为6．40％。通过研究发 现，引入噻吩乙烯或者噻吩桥链可以显著的改变染料的光吸收特性和电子传输 特性。当引入多个噻吩乙烯或者噻吩结构后，染料的最大吸收波长发生红移， 吸收光谱的范围变宽，而且摩尔消光系数增大，这有利于染料更好的利用太阳 光。但是引入多个噻吩乙烯或者噻吩结构并不能提高电池的光电转化效率。 【关键词】 光敏剂太阳能电池染料敏化 四氢喹啉噻吩 andCharacterizationof Sensitizers Synthesis Tetraquinoline CHENRuikuiYANGXichuanTIAN SUN HainingLicheng Dalian of ofFine 116012 UniversityTechnology，StateLaboratoryChemicals，Dalian Key Sensitized Solar 对染料敏化纳米晶太阳能电池(Dye Nanocrystalline 成为半导体光电化学领域的研究热点。其中，含羧基的联吡啶钌络合物敏化的纳米Ti02电极 是该类电池得到较高光电转换效率的关键【2I。但是联吡啶钌络合物的价格昂贵，不利于DSCs 的实际应用的推广。 本文首次采用四氢喹啉为供电子母体，氰基乙酸为吸电子基团和吸附基团，并引入不同的噻 吩桥链得到一类电子推拉型的纯有机染料敏化剂(如图l所示)，并制备了太阳能电池，比较了 它们的光电转换性能，作为对比，在相同条件以N3染料作为敏化剂的电池性能也列于文中。 、黔p一∥《’ 岭 支w掣一赶掣 I ● 图1 四氢喹啉类有机染料敏化剂的分子结构 化合物半导体和空间用太阳电池及材料 ．377． 1实验部分 1．1 合成 染料敏化剂的合成是通过经典的反应过程进行的。这类染料的具体合成方法将会在其他 的杂志发表。 1．2 Ti02纳米晶电极的制备与敏化 。 0．2M 10-4 LiCl4处理后，再次于450。C烧结后置于染料的DMF溶液(2XM)中敏化24小时。 1．3测试 定。电池的光电化学测试参照文献方法进行【3】。将吸附了染料的工作电极和对电极(镀铂的 阳模拟器(AMl．5，SolarLightCo．Ltd．USA)作为光源，在辐照强度100mW／cm2，辐照面 积0．159cm2条件下，用电化学