[发明专利]有机钌染料及染料敏化太阳能电池

权利要求书

1、有机钌染料，其特征在于具有如下化学结构通式：

表示的化合物或其盐的形式；

式中，R₁为芳香烃及其衍生物所构成的基团；R₂为氢原子、烷烃、烷氧基、环烷基、卤烷基、卤素、杂环、或n≥0。

2、如权利要求1所述的有机钌染料，其特征在于所述的R₁为以下的化学结构通式2-13的一个或多个：

化学结构通式2

化学结构通式3

化学结构通式4

化学结构通式5

化学结构通式6

化学结构通式7

化学结构通式8

化学结构通式9

化学结构通式10

化学结构通式11]

化学结构通式12

化学结构通式13

式中，A为O，S；B为O，S；A，B不同为O，S；

R₃至R₂₄为氢原子、羟基、烷烃基、环烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷基、烷硫基、卤烷基或卤素。

3、如权利要求1所述的有机钌染料，其特征在于所述有机钌染料为如下化学结构式I-V的任意一个及其盐的形式：

化学结构式I

化学结构式II

化学结构式III

化学结构式IV

化学结构式V

4.用权利要求1中所述有机钌染料制备的染料敏化太阳能电池，其特征在于，其由透明基底层(1)、导电层(2)、光吸收层(3)、电解质层(6)和对电极(7)构成；2个透明基底层(1)中间顺次连接的是导电层(2)、光吸收层(3)、电解质层(6)和对电极(7)；所述的光吸收层(3)由半导体纳米粒子层(4)和染料层(5)构成，其中，半导体纳米粒子层(4)与导电层(2)连接，染料层(5)与电解质层(6)连接；

所述的透明基底层(1)是玻璃基底或塑料构成；所述的塑料是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺、三乙酰基纤维素和聚醚砜其中的任意一种；

所述的导电层(2)由氧化铟锡、氧化氟锡、ZnO-Ga₂O₃、ZnO-Al₂O₃、锡基氧化物、氧化锑锡和氧化锌中的任意一种构成；

所述的半导体纳米粒子层(4)的半导体纳米粒子为Si、TiO₂、SnO₂、ZnO、WO₃、Nb₂O₅和TiSrO₃中的任意一种，0nm＜半导体纳米粒子的平均粒径≤50nm；

所述的染料层(5)为化学结构通式1的有机钌染料构成；

所述的电解质层6是碘/碘化锂电解质，或者离子液体和有机空穴传输材料中的任意一种构成；

所述的离子液体包括阴离子和阳离子两部分，其中阴离子选自I^-、Br^-、Cl^-、[N(CN)₂]^-、[N(SO₂CF₃)₂]^-、[PF₆]^-、[BF₄]^-、[NO₃]^-、[C(CN)₃]^-、[B(CN)₄]^-、[CF₃COO]^-、[ClO₄]^-、[BF₃CF₃]^-、[CF₃SO₃]^-、[CF₃F₂SO₃]^-、[CH₃H₂SO₃]^-、[(CF₃SO₂)₂N]^-、[(C₂H₅SO₂)₂N]^-、[(CF₃SO₂)₃C]^-、[(C₂F₅SO₂)₃C]^-、[(FSO₂)₃C]^-、[CH₃CH₂OSO₃]^-、[CF₃C(O)O]^-、[CF₃CF₂C(O)O]^-、[CH₃CH₂C(O)O]^-、[CH₃C(O)O]^-、[P(C₂H₅)₃F₃]^-、[P(CF₃)₃F₃]^-、[P(C₂H₄H)(CF₃)₂F₃]]^-、[P(C₂F₃H₂)₃F₃]^-、[P(C₂F₅)(CF₃)₂F₃]^-、[P(CF₃)₃F₃]^-、[P(C₆H₅)₃F₃]^-、[P(C₃H₇)₃F₃]^-、[P(C₄H₉)₃F₃]^-、[P(C₂H₅)₂F₄]^-、[(C₂H₅)₂P(O)O]^-、[(C₂H₅)₂P(O)O₂]₂^-、[PC₆H₅]₂F₄]^-、[(CF₃)₂P(O)O]^-、[(CH₃)₂P(O)O]^-、[(C₄H₉)₂P(O)O]^-、[CF₃P(O)O₂]^2-、[CH₃P(O)O₂]^2-、[(CH₃O)₂P(O)O]^-、[BF₂(C₂F₅)₂]^-、[BF₃(C₂F₅)]^-、[BF₂(CF₃)₂]^-、[B(C₂F₅)₄]^-、[BF₃(CN)]^-、[BF₂(CN)₂]^-、[B(CF₃)₄]^-、[B(OCH₃)₄]^-、[B(OCH₃)₂(C₂H₅)]^-、[B(O₂C₂H₄)₂]^-、[B(O₂C₂H₂)₂]^-、[B(O₂CH₄)₂]^-、[N(CF₃)₂]^-、[AlCl₄]^-和[SiF₆]^2-中的任意一种；

阳离子选自

中的任意一种；

有机空穴传输材料是2，2′，7，7′-四双(N，N-二-P-甲氧基胺)9，9′-螺双芴；

所述的对电极(7)由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C和导电聚合物中任意一个或多个组成；所述的导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙炔和聚醚中的任意一种。