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《基于芘有機(jī)染料設(shè)計(jì)合成及其敏化太陽能電池性能的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要與傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池相比，染料敏化太陽電池對材料和工藝的要求低，成本低廉，光電轉(zhuǎn)化效率高(目前最高已達(dá)到1396)，因而作為新一代太陽能電池受到人們廣泛的關(guān)注。典型的染料敏化太陽能電池是一種三明治結(jié)構(gòu)，主要包括：負(fù)載在導(dǎo)電玻璃上染料敏化的納米多孔二氧化鈦光陽極，氧化／還原電解質(zhì)(常用：碘／碘化鉀)，和鉑對電極。有機(jī)太陽能電池主要包括異質(zhì)結(jié)聚合物太陽能電池(Polymerheterojunctionsolarcells)和染料敏化太陽能電池(Dye．sensitizedsolarcells，簡稱DSSC)。自從Gratzel在1991年提出DSSC之后，引
2、發(fā)了全球科研工作者們積極的研發(fā)熱潮，不斷發(fā)展的成就使得獲得低成本和環(huán)境友好的高效有機(jī)太陽能電池不再是遙不可及的夢想。而作為捕獲太陽光子的染料敏化劑則是DSSC最核心的組分，能否設(shè)計(jì)和合成出一種光電性能好的有機(jī)染料是做出較高光電轉(zhuǎn)換效率的電池的必要前提。本論文基于芘橋基，設(shè)計(jì)一系列電子給體一橋基一電子受體型有機(jī)染料，并對它們的光電化學(xué)性質(zhì)加以研究。主要工作內(nèi)容如下：1、第一章主要介紹了染料敏化太陽能電池發(fā)展的背景、現(xiàn)狀及未來趨勢，概述了染料敏化太陽能電池的發(fā)展歷程，詳細(xì)介紹了電池的機(jī)理等內(nèi)容。2、以不同的二芳胺為給體，芘環(huán)為共軛橋基，氰基乙酸為吸電子基團(tuán)，合成了三個(gè)系列的
3、基于芘的1，6位給受體的Eh卜A型有機(jī)染料，光電轉(zhuǎn)換效率分別為5．3％、6．1％、5．0％。通過對其電池性能的測試結(jié)果表明，給電子基團(tuán)采用叔丁基二苯胺為最優(yōu)結(jié)構(gòu)，總光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)6．1％。3、以二苯胺為給體，分別以聯(lián)苯、芘、4，5，9，10．四氫芘為共軛基團(tuán)，氰基乙酸為吸電子基團(tuán)，合成了三個(gè)系列基于2，7位為給受體的有機(jī)染料，效率分別為4．3％，4．1％和5．6％。性能測試結(jié)果表明，基于共軛度大的芘的2，7位取代的有機(jī)染料C．2的光電轉(zhuǎn)換效率并沒有達(dá)到理想的效果，甚至低于用聯(lián)苯作橋基的C．1。而基于四氫芘的染料總的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到5．6％，高于芘的4．1％。這表明，芘環(huán)
4、在2，7位取代給受體形成了一個(gè)中心軸，造成了平面中的節(jié)點(diǎn)，影響了芘環(huán)上的電子傳遞性能，從而導(dǎo)致基于芘的有機(jī)染料的敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低。4、分別以吡咯烷、雙四叔丁基二苯胺為給體，芘為橋基，氰基乙酸為受體合成兩個(gè)l，3，7位取代給受體的基于芘的Y型染料，通過增強(qiáng)給電子能力的設(shè)計(jì)希望獲得效率更高的染料。但是由于時(shí)間問題，這部分工作尚未完成。關(guān)鍵詞：有機(jī)染料、染料敏化太陽能電池、芘、二苯胺AbstractDye-sensitizedsolarcells(DSCs)，asanewgenerationofsolarcells，haveattractedsignifica
5、ntattentionsduetotheirlowcost，simpleprocessandhighphotoelectricconversionefficiency，comparedwithtraditionalinorganicsemiconductorsolarcells．AtypicalDSCisakindofsandwichstructure，mainlyincludes：dyesensitizednano—poroustitaniumdioxidefilmonaconductiveglasssubstrate，allorganicliquidelectrol
6、ytecontainingaredoxcouplemediator(commonly，iodide／triiodide)，andtheplatinumcounterelectrode．Thedye，employedassensitizertoharvestsolarlightinthedevice，playsanimportantroleinDSSCs．Wedesignedandsynthesizedaseriesofelectrondonor-gbridge—electronacceptor睜A)typeorganicdyes，wherepyreneWasusedas
7、abridgetocollectthedonorandacceptorinthedyes．Theirphotophysicalandelectrochemicalpropertieswereinvestigated．Maincontentsareasfollows：1、Thefirstchaptermainlyintroducedthebackground，presentsituationandfuturetrendofthedye-sensitisedsolarcells，andoutlinedtheirdevelopment．Them
