含茚并氮吡咯噻吩的有机敏化染料的合成及其光伏性能研究

发布时间：2022-01-10 20:32

　　目前爆发于全球的能源危机吸引了各国科学家的广泛关注。而太阳能作为自然界为数不多的稳定且不会枯竭的能源,是未来化石能源理想的替代品。目前对于太阳能的利用已经取得一定的进展,染料敏化太阳能电池（DSSCs）就是其中最有可能实现产业化的研究之一。有机染料是DSSCs中最重要的组成部分。在染料敏化太阳能电池中,π共轭桥对染料的光学和电化学性能的调节和优化起着关键的作用。其中,刚性平面的芳族化合物作为共轭桥的染料,在没有共吸附物或辅助敏化剂的条件下已经使DSSCs实现了12.5%的最大光电转换效率。因此,该类化合物具有非常重要的研究价值。本工作主要是设计合成具有刚性平面的π共轭桥,用于构筑有机光敏染料。通过芳族化合物的刚性化可以使有机分子平面化,有助于电荷的分子内转移。在本论文中,低聚合的芳香组基团4,5-二己基-4,5-二氢噻吩并[2’’,3’’:4’,5’]吡咯并[2’,3’:4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚（DPTI）被成功合成。我们对卡多根反应进行了优化,提高了该类反应的产率,为茚并氮吡咯噻吩的合成提供了新的合成策略。通过分子设计,我们构筑了系列DPTI类有机染料（M81,M83,M84... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

DSSCs的基本设计(a)和工作原理(b)

a b图 1-1 DSSCs 的基本设计(a)和工作原理(b)Figure 1-1 Schematic design (a) and working principle of a DSSCs (b)SSCs 的主要工作参数SSCs 的光电转换率（PCE or ），开路电压（VOC），填充因子（FF），短路电流（JSC敏化太阳能电池的主要参数。同时阻抗，单色光光电转化效率（IPCE）等也是要参考数据。这些参数的主要关系[38]见下图(图 1-2)。

的梯形刚性芳烃桥的 HOMO/LUMO 间隙降低，使最大吸收波长发生红加 π 桥共轭长度；（ii）引入芳环形成醌型结构；（iii）促进供体或者受体取代基的方法（图 1-3）。通过对位延伸π 缀合强度，这是最简单的一种方法。但是这样会使相邻而破坏化合物的共轭强度。通过将苯环通过一定的方法问题，苯环不能扭转以后可以有更好的缀合。然而像芴量的同时（如茚并芴及其相似度较高的化合物），会导过将长烷基链引入到 π 桥来解决[39]。例如，通过分子内物（LPPPs）（图 1-3）就吸引了很多科学家的兴趣。将完全轭桥改变，会引起很多有趣的现象，比如增加了光致发子的改变可以提高 LPPP 的电子亲和力。得益于其结构其异构体（图 1-4），茚并茚，五聚合亚苯基和八聚合亚苯泛用于有机光伏领域。通常，如果 D-π-A 系统想要形成轭桥的平面化来实现。


本文编号：3581371