[发明专利]以锌酞菁双酚A环氧衍生物敏化的太阳能电池制备

权利要求书

1.一种锌酞菁双酚A环氧衍生物与纳米晶膜构成染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于制备的步骤如下：取TiO₂丝网印刷，所得的膜经处理后成纳米晶膜，浸入锌酞菁双酚A环氧衍生物的二甲基甲酰胺溶液中，待定时浸泡后，再用乙醇清洗数次，经干燥得染料敏化光阳极，又以溅射有金属Pt的掺氟SnO₂导电玻璃(FTO)为对电极，用热封高分子膜进行封装，并注入电解质，即获得了该染料敏化太阳能电池。

2.根据权利要求书1所述的锌酞菁双酚A环氧衍生物与纳米晶膜构成染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于染料锌酞菁双酚A环氧衍生物的具体制备方法如下：

A．四氨基锌酞菁的制备

(a) 采用苯酐-尿素溶剂法制备四硝基锌酞菁

按四水合乙酸锌、四硝基邻苯二甲酸酐和尿素的摩尔比分别为1:4:40，再与适量的催化剂四水合钼酸铵混合，研磨均匀后，加入到三口烧瓶中，以适量的硝基苯作溶剂，将其于油浴中加热到180-200 ℃，并以电动搅拌机搅拌，反应5小时后，冷却过滤，用甲醇清洗滤渣，至无硝基苯气味，又以此固体粉末，用1 mol L^-1盐酸溶液煮沸，趁热过滤后，再用1 mol L^-1氢氧化钠溶液煮沸、过滤，用去离子水清洗至中性，烘干产物即为四硝基锌酞菁；

 (b) 四氨基锌酞菁的合成

将四硝基锌酞菁和九水合硫化钠按摩尔比为1:10的量，加入100 ml烧瓶中，再以适量的二甲基甲酰胺溶剂搅拌均匀，在通氩气的条件下油浴加热到60 ℃，用磁性搅拌子搅拌，冷凝回流，反应5小时后，冷却，然后向反应产物中加入大量蒸馏水，反复清洗，过滤，烘干，得到的固体产物即为四氨基锌酞菁；

B．双酚A二缩水环氧甘油醚的合成

将双酚A和环氧氯丙烷按摩尔比为1:10的量加入三口烧瓶中搅拌，在油浴中加热到65 ℃并冷凝回流，使双酚A完全溶解，降低温度至60 ℃以下，再缓慢滴加10 ml质量百分浓度为30 %的氢氧化钠水溶液，然后保持在65 ℃下反应，回流2小时，再用旋转蒸发仪减压蒸馏，去过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，将反应产物溶解，同时缓慢滴加5 ml质量百分浓度为30 %的氢氧化钠水溶液，保持在65 ℃温度下，回流2小时，冷却后，加入蒸馏水清洗，分液去掉下层水相，将上层油相旋转蒸发去掉甲苯，即得到双酚A二缩水环氧甘油醚；

C．锌酞菁双酚A环氧衍生物的合成

将四氨基锌酞菁与双酚A二缩水环氧甘油醚以质量比1:8-1:32配料，混合均匀并装入三口烧瓶中，在氮气保护的情况下，在油浴中加热到150-180 ℃，反应时间为6-10小时，再将反应产物用氯仿溶解，过滤，去掉不溶物，旋转蒸发去掉溶剂，即得到锌酞菁双酚A环氧衍生物。

3.根据权利要求书1所述的锌酞菁双酚A环氧衍生物与纳米晶膜构成染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于纳米晶膜为具半导体特性TiO₂膜，其厚度可达25 μm。

4.根据权利要求书1，3所述的锌酞菁双酚A环氧衍生物与纳米晶膜构成染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于纳米晶膜TiO₂为光阳极，敏化时将此膜浸渍在锌酞菁双酚A环氧衍生物的二甲基甲酰胺(DMF)溶液中12小时，后取出再用乙醇清洗数次，经干燥后所得。

5.根据权利要求书1所述的锌酞菁双酚A环氧衍生物与纳米晶膜构成染料敏化太阳能电池的制备方法，其特征在于该电池用热封高分子膜进行封装，并注入由I₂/KI/乙腈构成的电解质，组成夹心结构的太阳能电池。