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《基于芘有機染料設計合成及其敏化太陽能電池性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中文摘要與傳統(tǒng)的無機半導體太陽能電池相比，染料敏化太陽電池對材料和工藝的要求低，成本低廉，光電轉化效率高(目前最高已達到1396)，因而作為新一代太陽能電池受到人們廣泛的關注。典型的染料敏化太陽能電池是一種三明治結構，主要包括：負載在導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(常用：碘／碘化鉀)，和鉑對電極。有機太陽能電池主要包括異質結聚合物太陽能電池(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，能否設計和合成出一種光電性能好的有機染料是做出較高光電轉換效率的電池的必要前提。本論文基于芘橋基，設計一系列電子給體一橋基一電子受體型有機染料，并對它們的光電化學性質加以研究。主要工作內容如下：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，詳細介紹了電池的機理等內容。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，合成了三個系列的
3、基于芘的1，6位給受體的Eh卜A型有機染料，光電轉換效率分別為5．3％、6．1％、5．0％。通過對其電池性能的測試結果表明，給電子基團采用叔丁基二苯胺為最優(yōu)結構，總光電轉換效率達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，氰基乙酸為吸電子基團，合成了三個系列基于2，7位為給受體的有機染料，效率分別為4．3％，4．1％和5．6％。性能測試結果表明，基于共軛度大的芘的2，7位取代的有機染料C．2的光電轉換效率并沒有達到理想的效果，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換效率達到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中心軸，造成了平面中的節(jié)點，影響了芘環(huán)上的電子傳遞性能，從而導致基于芘的有機染料的敏化太陽能電池的光電轉換效率降低。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l，3，7位取代給受體的基于芘的Y型染料，通過增強給電子能力的設計希望獲得效率更高的染料。但是由于時間問題，這部分工作尚未完成。關鍵詞：有機染料、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
