含二氨基马来腈的聚合金属配合物的制备及光伏性能研究

摘要

众所周知，随着化石燃料的不断消耗，由此引发的有关气候、环境、身体健康等各方面的负面影响日益显著，PM2.5不断爆表，让我们不得不寻求新的能源，特别是清洁能源。太阳能作为一种可再生、低成本的绿色能源成为我们的首选。染料敏化太阳能电池作为太阳能电池中高环保、低成本的一种，更是倍受关注和青睐。
　　目前，对太阳能电池的研究与应用开始进入第三代，即染料敏化太阳能电池。第一代是晶体硅太阳能电池，第二代是非晶硅、CIGS(CuInGaSe2)和CdTe薄膜太阳能电池。染料敏化太阳能电池是Grtzel和O’regan在1991年研究发明的。作为第三代太阳能电池，染料敏化太阳能电池与第一代和第二代太阳能电池相比有如下很多优点：低的生产成本与投资成本；设计方便，色彩多样、可选择；柔软灵活；质量轻；能达到兆瓦级规模；能量回收期短；环境适应能力强等。
　　衡量染料敏化太阳能电池性能的关键指标是能量转换效率，理论预期其转化效率可达到20％左右，但目前实验研究的最高效率才达到12%。影响电池能量转化效率的因素有很多，但其中最关键的是染料敏化剂材料，因为它决定电池对光的吸收性能、电子传输和复合性能。因此，世界化学、物理、材料等领域许多科学工作者争相开展对新型高性能染料敏化剂材料的研究，使之成为了全世界研究和开发应用的大热门。
　　本论文设计并合成了一系列含二氨基马来腈的聚合金属配合物染料敏化剂，并通过核磁共振谱、元素分析、红外光谱等对其结构进行表征，通过热重分析和DSC研究其热稳定性，凝胶渗透色谱测试分子量，紫外光谱、荧光光谱测试了其吸光性能，运用循环伏安法研究了其电化学性质，最后测试了其光伏性能。如第三章和第四章合成的聚合金属配合物的能量转换效率最高可分别达2.07%和2.25%，上述光伏测试结果预示，在研究者的共同努力下我们所制备的聚合金属配合物染料，有望成为新一代的太阳能电池材料。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 染料敏化太阳能电池

1.3 聚合金属配合物的分类与应用

1.4 本论文的设计思想与研究内容

第2章 实验试剂、仪器及测试条件

2.1 主要试剂及仪器设备

第3章 含水杨醛和二氨基马来腈的单核和双核镉聚合金属配合物的合成及光伏性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 含噻吩和二氨基马来腈的主链型聚合金属配合物的合成及光伏性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表论文情况