中文摘要：

申请人长期从事金属有机配合物合成、聚合物及其应用、纳米材料等方面研究．研制开发了一系列金属有机配合物和金属有机聚合物光电材料，并在理论与方法创新方面取得了重要突破。开发出高效金属有机共轭化合物光电材料，超纯、稳定、高效的白光电致发光系列和高效率太阳能电池材料．已在Nat. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等发表论文310余篇，他人引用超过3650余次。在ISI最近公布的论文被引用数排名中位于化学世界0.19%顶尖科学家之列,索引H指数为33。本项目拟从（1）设计合成一系列含不同金属的新型染料敏化剂；（2）通过与一些有机敏化染料混合进行"共敏化"和（3）制备新型有机p-n型叠层高性能的电池器件三个方面出发，为开发新型高效有机太阳电池提供新材料和新思路。

结论摘要：

染料敏化太阳能电池(DSSCs)由于其具有生产工艺简单,成本低的显著优点,以及较高光电转换效率的特点,染料敏化太阳能电池日益受到学术界和工业界的重视,并成为未来光伏市场的重要发展目标之一。Gr？tzel 及其合作者发展多吡啶钌(Ⅱ)染料作为光敏剂的染料敏化太阳能电池,作出了开创性研究。然而,大多数多吡啶钌(Ⅱ)类光敏剂由于含硫氰根配体使其在热应力和光照条件下不稳定。因此,我们研究开发了一系列新的无硫腈根钌(Ⅱ)系光敏剂,以及含有铂(Ⅱ)和锌(II)的一些非传统的金属有机染料分子,为实现高效、耐用的染料敏化太阳能电池提供一个很好的途径。这些新型染料分子具有鲜明的D-π-A共轭结构。我们选择各种不同的给体和π桥(噻吩,芴,咔唑,双噻唑,三芳基胺,芴酮,二苯并噻吩等)来构建新型染料敏化剂,并运用紫外光谱仪、荧光光谱仪以及循环伏安电化学试验等各种手段来研究这些新型染料的结构和性能间的关系,然后将这些染料分子用于制备染料敏化太阳能电池,并研究电池结构和新能之间的关系。初期研究成果显明，可以利用不同的合成化学手段来优化染料的分子结构,对于含金属类染料分子,可以通过利用不同的金属配合物配体,不同的金属中心来提高分子可见-近红外吸收性能，从而获得高效率太阳能电池器件。其中我们报道了一些有较高的摩尔消光系数和宽吸收光谱的新型料分子，这些染料分子由于其自身具有比较大的位阻,不需要加入共吸附剂就能克服在TiO2膜表面易共聚的缺点,从而得到很高的电池效率。同时我们在共敏化电池研究中也取得重要突破。使用多个染料分子共敏化互补吸收而实现全光谱吸收,是获得更高的电池能量转换效率的一个重要途径。但在共敏化染料太阳能电池的研究中,为了吸附更多的染料分子可以增加阳极TiO2膜的厚度,但同时延长了电子传输距离,这个本质的缺陷严重影响到共敏化电池的效率。为解决以上问题，我们最近研究成果证明石墨烯修饰的TiO2阳极能吸附更多染料分子。当以相同厚度的阳极TiO2膜用于共敏化电池研究时,其中石墨烯层修饰的TiO2膜做阳极的电池效率(9.0%)比没有修饰的TiO2膜的效率(7.8%)高15.4%。这项研究成果将为实现高效率多层染料敏化太阳能电池打下了坚实的基础。上述初步的研究成果我们目前发表论文7篇，并有10余篇文章正在投稿或者准备投稿。