含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料及在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料及在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用,屬于有機(jī)染料領(lǐng)域。該有機(jī)染料以三芳胺作為電子給體,選用苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸作為染料分子的受體,顯著地縮小了分子能隙,降低電池中的電子復(fù)合,有效提高電池的開路電壓。本發(fā)明提供的含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸為受體的有機(jī)染料的合成路線簡(jiǎn)便,易于純化;由本發(fā)明的有機(jī)染料制備的染料敏化太陽(yáng)電池,開路電壓達(dá)839毫伏,短路光電流達(dá)17.95毫安每平方厘米,功率轉(zhuǎn)化效率達(dá)11%。
【專利說(shuō)明】含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料及在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)染料【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料及在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]染料敏化太陽(yáng)電池(DSCs)是模仿植物光合作用原理而研制出來(lái)的一種新型太陽(yáng)電池,其主要優(yōu)勢(shì)在于原材料豐富、成本低廉、工藝技術(shù)簡(jiǎn)單,在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢(shì),對(duì)環(huán)境的污染小,部分材料可以充分回收,對(duì)保護(hù)人類環(huán)境具有重要的意義。自從1991年瑞士洛桑高工(EPFL) GrStzel教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在該技術(shù)上取得突破以來(lái)(Nature 1991,353,737),歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼投入大量資金對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)。目前已報(bào)道的光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)12%的高效染料敏化太陽(yáng)電池中所使用的染料主要是聯(lián)吡啶釕配合物染料N749和鋅卟啉染料YD2-0-C8,但釕染料對(duì)貴金屬的依賴性以及卟啉染料穩(wěn)定性等缺陷都限制了這類金屬配合物染料的進(jìn)一步發(fā)展。不含金屬的有機(jī)染料具有原材料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、分子結(jié)構(gòu)易于剪裁等特點(diǎn),逐漸成為染料研發(fā)的熱點(diǎn)。截止至2013年,僅有少數(shù)幾種有機(jī)染料敏化太陽(yáng)電池的效率能夠達(dá)到10%,距離金屬配合物染料仍存在著明顯的距離,且現(xiàn)有的有機(jī)染料光譜響應(yīng)范圍較窄。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的有機(jī)染料光譜響應(yīng)范圍較窄的缺陷,而提供一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料及在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明提供一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料,結(jié)構(gòu)如式(V)所示:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料,其特征在于,結(jié)構(gòu)如式(V)所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料,其特征在于,所述的有機(jī)染料具有式(I )所示的結(jié)構(gòu):
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料,其特征在于,所述的有機(jī)染料具有式(II)所示的結(jié)構(gòu):
4.權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料在染料敏化太陽(yáng)電池中的應(yīng)用。
5.一種 有機(jī)染料敏化太陽(yáng)電池,其特征在于,染料層為權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的含苯并噻二唑-氰基苯丙烯酸受體的有機(jī)染料。
【文檔編號(hào)】H01G9/20GK103834190SQ201310659411
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】王鵬, 許名飛, 馬文濤, 張敏 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所