[发明专利]染料化合物及用此染料化合物制作的光电组件

说明书

技术领域

本发明是关于一种染料化合物及用此染料化合物制作的光电组件，特别是一种适用于染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC)的染料化合物及染料敏化太阳能电池。

背景技术

随着人类文明发展，全球面临严重的能源危机及环境污染等问题。其中，以能将太阳能直接转变成电能的光电太阳能电池，为解决全世界能源危机及降低环境污染的重要方法之一。在太阳能电池中，因染料敏化太阳能电池其制造成本低、可制成大面积、具可挠性、具透光性而可用于建筑物上等优异特性，逐渐成为一种极具有前景的新型太阳能电池。

近年，等人发表一系列染料敏化太阳能电池相关文献(例如O’Regan，B.；M.Nature 1991，353，737)，显示染料敏化太阳能电池具有实用性。一般而言，染料敏化太阳能电池的结构包括有阴/阳电极、纳米二氧化钛、染料及电解质；其中，染料对电池效率有关键性的影响。在染料敏化太阳能电池中，理想的染料必须具备有可以吸收较大范围的太阳光谱、高摩尔吸收系数(absorption coefficient)、高温安定性及光安定性等特性。

钌络合物是目前所知光电转换效率较高的光敏化染料，但是其成本高且在大量使用后会面临供应不足的问题。有机敏化染料具有高摩尔吸收系数、以及分子设计变化较大等优点，故可以制造不种颜色的染料敏化太阳能电池，而增加染料敏化太阳能电池应用弹性，且可以因应对象搭配不同颜色的染料太阳能电池。最近，香豆素(Coumarin)(Hara，K.；Sayama，K.；Arakawa，H.；Ohga，Y.；Shinpo，A.；Sug，S.Chem.Commun.2001，569)、吲哚啉(Indoline)(Horiuchi，T.；Miura，H.；Sumioka，K.；Uchida，S.J.Am.Chem.Soc.2004，126，12218)、以及部花青素(Merocyanine)(Otaka，H.；Kira，M.；Yano，K.；Ito，S.；Mitekura，H.；Kawata，T.；Matsui，F.J.Photochem.Photobiol.A：Chem.2004，164，67)等染料衍生物已用于制造染料敏化太阳能电池。

然而，一般有机光敏化染料合成步骤繁琐，工艺条件控制不易。

由于染料敏化太阳能电池中的染料对电池效率有关键性的影响。因此，寻找可以提高染料敏化太阳能电池效率的染料分子，是改善染料敏化太阳能电池效率的重要方法之一。此外，简化染料化合物的合成方法，可以降低染料敏化太阳能电池的制作成本，亦是重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖染料化合物，适用于染料敏化太阳能电池。由于本发明的染料化合物具有高摩尔吸收系数，使得利用本发明的染料化合物所制作的染料敏化太阳能电池具有优异的光电性质。

本发明的又一目的在于提供一种合成方法简单的染料化合物，其合成步骤比较少，工艺容易控制，而且合成成本较低。

本发明的另一目的在于提供一种染料敏化太阳能电池，其有较高的光电效率。

为实现上述目的，本发明提供的染料化合物，其结构如下式(I)或其盐类：

其中，R₁、R₂、R₃、及R₄各自独立分别为H、C₁～C₁₂烷基(alkyl)、C₁～C₁₂烷氧基(alkoxy)、或卤素(halogen)，且n为1至3的整数；