四羧基金属酞菁的合成及在染料敏化太阳电池中的应用

摘要

本文以偏苯三酸酐、尿素及相应的金属盐为主要原料,采用同相法合成了中心离子为铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、铜(Ⅱ)和锌(Ⅱ)的5种四羧基金属酞菁(tetracarboxymetallophthalocyanine, Pc)。比较了这些Pc乙醇溶液及其敏化的纳米TiO2薄膜的紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)光谱,利用循环伏安法研究了它们的氧化还原行为,并测量了由其组装的染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCs)的光伏性能。结果表明：随中心离子价层d电子数的增多,Pc的UV-Vis光谱中Q带最大吸收峰发生位移,由FePc的670nm分别红移至CoPc的674nm,NiPc的676nm,CuPc的679nm和ZnPc的681nm。在N,N-二甲基甲酰胺中,相应Pc的中心离子氧化电势分别为1.01,0.96,0.94,0.99V和1.07V,在组装的5种DSCs中,ZnPc具有相对高的光电转换效率。