新型二茂铁功能化敏化染料的合成及性能研究

摘要

随着人类对能源需求量的猛增，可再生能源的开发和利用成为备受关注的问题之一。太阳能作为一种可再生能源的替代品，其发展前景是十分可观的，太阳能电池可以将太阳能直接转化为电能，染料敏化太阳能电池就是其中一种。
　　作为染料敏化太阳能电池的核心组件，电解质主要起电荷转移和染料再生的功能，并从根本上对电池器件的电流和电压起到决定性作用。除I-/I3-电对外，Fc/Fc+是另一种较有发展前景的氧化还原电对。但由于Fc/Fc+与TiO2导带中的电子间存在着快速的电子复合，因此目前使用Fc/Fc+作为氧化还原电对的电池器件性能普遍不高。如果能解决这一不利的电子复合，基于Fc/Fc+电对的染料敏化太阳能电池器件性能有望得到大幅提升。
　　首先论文简要阐述了染料敏化太阳能电池的结构、工作原理以及电池优劣性能评价的标准，着重介绍了电解质对电池效率的影响。综述了近些年在染料敏化太阳能电池领域，对电解质的研究进展和发展前景并介绍了几类新型氧化还原电对的研究现状以及它们的性能优势，最后引入本论文的设计思路和研究内容。
　　其次分别以甲基-三苯胺和二茂铁-三苯胺作为染料的电子供体，以噻吩作为共轭π桥，以氰基丙烯酸作为电子受体，设计并合成了两种新型的敏化染料T和C，其中T为自带氧化还原电对的染料。
　　同时对两种染料进行了光物理研究，并以T和C两种染料为染料敏化太阳能电池的敏化剂进行了电化学性能的研究和光伏性能研究。
　　最后通过以上的合成及性能研究对本论文工作进行总结。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 DSCs的结构及工作原理

1．2．1 DSCs的结构组成

1．2．2 DSCs的能量转化过程及工作原理

1．3 影响DSCs效率的因素

1．4 电解质的研究进展

1．4．1 碘基电解质

1．4．2 非碘基电解质

1．5 课题的引入

第二章 新型自带氧化还原电对染料的设计、合成和表征

2．1 实验仪器及试剂

2．1．1 试剂

2．1．2 主要检测手段及其方法

2．2 染料的合成路线设计

2．2．1 染料T的合成路线设计

2．2．2 染料的C合成路线设计

2．3 染料的合成

2．3．1 化合物1的合成

2．3．2 化合物2的合成

2．3．3 化合物3的合成

2．3．4 化合物4的合成

2．3．5 化合物5的合成

2．3．6 化合物T的合成

2．3．7 化合物的6合成

2．3．8 化合物的7合成

2．3．9 化合物的c合成

第三章 基于新型染料的光物理和电化学性能研究

3．1 新型染料的光物理性质研究

3．2 新型染料的电化学性质研究

第四章 基于新型染料的光伏性能研究

4．1 DSCs的Ⅰ-Ⅴ曲线

4．1．1 电池的制作方法

4．1．2 测试方法及表征

第五章 结论

参考文献

附录

致谢