基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可用于太陽能電池的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料及其合成方法。本發(fā)明提供的可用于太陽能電池的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料具有下述式(I)所示的結(jié)構(gòu)，是以對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋基，取代的三芳胺或吲哚三芳胺供電子基團(tuán)直接通過單鍵同吡咯并吡咯二酮單元連接。該有機(jī)光敏染料在可見光及近紅外光區(qū)域具有寬的光響應(yīng)，以其作為單一敏化劑制備的染料敏化的太陽能電池，經(jīng)測(cè)試，其光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)9.26％；因此，作為敏化劑，該類有機(jī)光敏染料在染料敏化太陽能電池方面具有良好的開發(fā)和應(yīng)用前景。。
【專利說明】基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可用于太陽能電池的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光 敏染料及其合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源是制約人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的緊迫問題。太陽能是一種取之不盡的環(huán)境 友好的清潔能源，把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能可能是解決人類能源需求的重要途徑之一。 1991年，瑞士聯(lián)邦高工的GrStZd小組報(bào)道了高效染料敏化納米晶太陽能電池的突破性 工作（Nature，1991，353, 737.)，這種電池為人類提供低價(jià)、高效、長(zhǎng)壽綠色可再生能源帶 來希望。新一代染料敏化太陽電池（Dye-Sensitized Solar Cells,簡(jiǎn)稱DSCs)由于制 備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)材料的純度要求低，具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好的潛在優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是一個(gè) 解決太陽能光伏發(fā)電技術(shù)性價(jià)比問題的誘人方案。敏化材料是提高電池效率的一個(gè)關(guān) 鍵材料，目前，性能較好的染料敏化劑是含有貴金屬釕的有機(jī)敏化劑（如多吡啶釕配合物 (J. Am. Chem. Soc.，2008, 130, 10720.))及卟啉類染料（5(^6此6,2011，334,629 4叩6￥· Chem. Int. Ed.，2014, 53, 1.)，然而由于金屬釕稀有及卟啉類染料穩(wěn)定性差，嚴(yán)重制約了 它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。與它們相比，純有機(jī)染料具有成本低、消光系數(shù)高和結(jié)構(gòu)可調(diào)控 性強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來逐漸取代了含貴金屬配合物染料成為染料敏化太陽電池研究的熱 點(diǎn)（J. Am. Chem. Soc.，2008, 130, 9202 ;Angew. Chem. Int. Ed.，2010, 49, 6646 ;J. Am. Chem. Soc.，2011，133, 11442.)。目前，對(duì)純有機(jī)染料的研究主要集中在設(shè)計(jì)及合成在可見光及近 紅外光區(qū)域具有寬吸收的染料分子，以提高太陽能電池對(duì)太陽光的利用率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一在于提供可用于太陽能電池的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為 共軛橋的有機(jī)光敏染料。
[0004] 本發(fā)明的目的之二在于提供基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染 料的合成方法。
[0005] 本發(fā)明的可用于太陽能電池的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏 染料分子中，吡咯并吡咯二酮單元的兩邊均連接為苯環(huán)，給體部分的取代三芳胺或吲哚三 芳胺直接通過單鍵同吡咯并吡咯二酮單元連接。其具有如式（I )所示的結(jié)構(gòu)：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料，其特征是：所述的有機(jī) 光敏染料具有如式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
其中，式（I)中的R、Ri、R2相同或不同；獨(dú)立地選自叔丁基、正己基、異辛基、4-甲氧 基苯基、4-己氧基苯基、4-(2,4-二己氧基苯基）苯基、9, 9-二甲基-2-莉基中的任意一個(gè) 基團(tuán)； 式（I)中的
橋選自式（II)所示結(jié)構(gòu)中的任意一種：
式（II)中的R3選自正丁基、己基、異辛基、甲氧基、異辛氧基、芐基中的任意一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于對(duì)稱的吡咯并吡咯二酮為共軛橋的有機(jī)光敏染料，其特 征是：所述的有機(jī)光敏染料具有以下所示的結(jié)構(gòu)之一： 結(jié)構(gòu)式1:
結(jié)構(gòu)式2:
結(jié)構(gòu)式3:
結(jié)構(gòu)式4:
結(jié)構(gòu)式5:
結(jié)構(gòu)式6:
結(jié)構(gòu)式7:
結(jié)構(gòu)式8:
結(jié)構(gòu)式9:
結(jié)構(gòu)式10:
結(jié)構(gòu)式11:
結(jié)構(gòu)式12:
結(jié)構(gòu)式13:
【文檔編號(hào)】C09B57/00GK104403351SQ201410722386
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】蔣克健, 黃金華, 宋延林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所