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光敏染料的合成与表征

作　者: 王菲菲
导　师: 李云辉
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: 星状供电子基团烷氧基染料敏化电池吸收范围稳定性
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在当今全球能源危机凸显的今天,染料敏化太阳能电池以其便宜、制备简单、转化效率高等优点有望为清洁能源转化和利用提供可能。染料敏化剂作为染料敏化太阳能电池中的实现高效光生电的“发动机”,对其性能的研究就显得尤为重要。本论文通过引入2-(2-乙基己硫基)-呋喃共轭单体以及采用星状donor染料的概念并在对donor上烷氧基取代基供电子能力分析的基础上,经过多步经典有机反应分别合成出了LXJ-1钌染料以及D-D-π-A型的LXJ-2和LXJ-3纯有机染料。对上述三个染料分子及染料电池进行相关方面的测试,并将LXJ-1与Z907和C106染料以及将LXJ-2和LXJ-3分别与C206染料进行了相关方面的对比,实验结果表明：在氯仿中,LXJ-1染料在549nm处有一吸收峰,此处的ε为18.4×103M-1cm-1,光电转化效率达到8.8%,优于Z907染料,但逊色于C106染料;具有星状donor的LXJ-2染料由于其较高的HOMO值使自身再生遇到问题；由含叔丁氧基取代的三芳胺作为donor的LXJ-3染料,比C206染料的吸收峰红移8nm,但该电池的性能不如C206稳定,测定的电池效率最高纪录为7.15%。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-19
  1.1 染料敏化纳米晶太阳能电池的历史  8-9
  1.2 染料敏化纳米晶太阳能电池概述  9-12
    1.2.1 染料敏化纳米晶太阳能电池的结构及工作原理  9-10
    1.2.2 有关染料敏化纳米晶太阳能电池的基本概念  10-12
  1.3 影响染料敏化纳米晶太阳能电池性能的主要因素  12-13
    1.3.1 TiO_2纳米晶电极  12
    1.3.2 氧化还原电解质  12-13
    1.3.3 染料敏化剂  13
  1.4 染料敏化剂的简介  13-17
    1.4.1 染料敏化剂需要具备的条件  14
    1.4.2 染料敏化剂的研究概况  14-17
  1.5 论文的研究目的和意义  17-19
第二章实验原料、试剂及测试仪器  19-22
  2.1 实验仪器  19
  2.2 测试仪器简介  19-21
    2.2.1 紫外-可见分光光度计  19
    2.2.2 分子荧光光度计  19-20
    2.2.3 核磁共振谱仪  20
    2.2.4 电化学工作站  20-21
  2.3 实验所用原料和试剂  21-22
第三章钌染料敏化剂的合成及表征  22-30
  3.1 染料分子LXJ-1的合成  22-24
    3.1.1 2-(2-乙基己硫基)-呋喃的制备  22
    3.1.2 4,4’-二(5-(octan-3-ylthio)呋喃-2-yl)-2,2,-联吡啶的制备  22-23
    3.1.3 染料分子LXJ-1的制备  23-24
  3.2 染料分子LXJ-1的表征及LXJ-1染料敏化电池的性能测试  24-29
    3.2.1 染料分子LXJ-1的~1HNMR谱图及紫外可见吸收曲线  24-25
    3.2.2 LXJ-1染料电池的性能测试  25-29
  3.3 本章小结  29-30
第四章有机染料敏化剂的合成及表征  30-49
  4.1 染料分子LXJ-2的合成  30-35
    4.1.1 2-溴二并噻吩醛衍生物的合成  30-31
    4.1.2 染料分子LXJ-2的合成  31-33
    4.1.3 染料分子LXJ-2的表征及LXJ-2染料敏化电池的性能测试  33-35
  4.2 染料分子LXJ-3的合成  35-48
    4.2.1 染料分子LXJ-3donor部分的设计思路  35-41
    4.2.2 染料分子LXJ-3的合成  41-43
    4.2.3 染料分子LXJ-3的~1H和~(13)C NMR谱图  43-45
    4.2.4 LXJ-3染料敏化电池的性能测试  45-48
  4.3 本章小结  48-49
结论  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间发表的论文  55

光敏染料的合成与表征

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