含扭曲结构融噻吩光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用

摘要

化石燃料的燃烧带来巨大的环境污染问题，人类致力于太阳能的开发。染料敏化太阳能电池（DSSCs）由于其成本低、制备工艺简单、较高的光电转换效率而备受关注。有机染料是 DSSCs的重要组成部分，因此，本论文工作主要涉及有机芳胺类光敏剂的设计、合成，以及光伏性能研究。在三芳胺给体单元引入侧链，能够有效的对能级进行调整，并有效的抑制电子复合、染料聚集，提高染料再生驱动力，从而达到提高DSSCs光伏性能的目的。
　　本论文共合成四种D-π-A型有机染料：M41、M58-60，以烷氧基三芳胺和三聚茚-咔唑三芳胺为供电基团，二噻吩吡咯为π-桥，氰基乙酸为受电基团。对其中重要中间体及染料进行了结构表征，测试了染料的光物理性能、电化学性能及DSSCs的光伏性能，并对DSSCs的电子浓度（ee）、电子寿命（IMVS）、阻抗（EIS）进行了研究。
　　测试结果表明：(1)当在三芳胺上引入烯键 HEYB（M59/M60）时，三苯胺与π桥间的二面角适当变大，HOMO下移，提高了染料的再生效率，更好的抑制电子复合和染料聚集；（2）无论是在碘电解质还是在Co-phen中，引入烯键后，DSSCs的光伏性能有明显的提高；（3）无论三苯胺供电基是大体积的己基三聚茚还是小体积的甲氧基苯，烯键的引入对光电性能的影响都是正性的；（4）在AM1.5标准光源下，M60在Co-phen电解质中光伏性能最好，光电转换效率为9.75％。

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2 DSSCs的结构

1.3 DSSCs的工作原理

1.4 DSSCs的性能评价

1.5 DSSCs中的光敏染料

1.6 论文的选题依据及研究内容

第二章 合成部分

2.1 试剂纯化

2.2 光敏剂的合成

2.3本章小结

第三章 DSSCs的制备及其性能测试

3.1 染料的光物理性质及DSSCs的电化学性质测试

3.2 染料M42、M58-M60测试结果讨论

3.3 本章小结

第四章 融噻吩染料共轭桥合成的探究

4.1 FDTP的合成路线一

4.2 FDTP的合成路线二

4.3 FDTP的合成路线三

4.4 FDTP的合成路线四

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

附图

发表的论文和科研情况说明

致谢