本项目研究内容为宽光谱、高迁移率的纯有机太阳能电池敏化染料的分子设计、化学合成、结构分析和性能测试。主要成果如下 (1)首次提出了D-D-π-A的染料结构,通过在D-π-A体系的电子给体外增加新的给体,合成了基于星射状三苯胺的菁染料、星射状咔唑三苯胺噻吩以及荧蒽类敏化剂,将其制成准固态染料敏化太阳电池(DSSCs),其中菁染料准固态电池光电转化效率达到3.19%,并显示出较好的稳定性;(2)将高载流子迁移率苯并噻唑、吡咯并吡咯二酮 (DPP)单元引入到染料中,合成了苯并噻唑菁染料、含甲氧基三苯胺给体的DPP染料,有效地拓宽了染料的吸收光谱,菁染料光电转换效率高达7.62%;(3)在染料分子中引入长链烷基链来进一步阻断分子间的聚集,提高电荷注入TiO2导带效率,合成了一系列含有噻吩基团的吩噻嗪染料、萘酰亚胺三甲川、近红外的五甲川菁染料,其中吩噻嗪染料的DSSCs光电转化效率为4.4%,且有较好的稳定性;(4)把能级匹配的发色团按一定次序连接成为一个大分子体系,发展了多个发色团的苝类、菁类光敏剂,拓宽了染料的吸收光谱,实现了从310 nm到800 nm整个可见光谱范围内的光电转换。
英文主题词dye-sensitizers; wide spectrum; high migrating efficiency; organic solar cells; synthesis.