[发明专利]一种含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉的聚合配合物及其制备方法与用途

说明书

本发明涉及一种以乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物作辅助电子受体A的D‑A‑π‑A型聚合配合物(如下式)及其制备方法，其用途为在染料敏化太阳能电池中作染料敏化剂，该聚合配合物是以二噻吩‑苯并二噻吩衍生物(BDTT)为给体D，以含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物作辅助电子受A，以与镉配位的另一个配体8‑羟基喹啉作π桥，氰基丙烯酸为电子受体A和锚定基团，将镉配合物与给体BDTT通过Heck聚合反应制备的一种新型聚合配合物染料敏化剂PBDTT‑SF‑Cd，该染料敏化剂表现出良好的光伏性能和高的热稳定性，其光电转化效率PCE达到8.20％，热分解温度为345℃，对染料敏化太阳能电池的研发具有一定的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种以乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物为辅助电子受体A的D-A-π-A型聚合配合物及其制备方法，并应用于染料敏化太阳能电池中作染料敏化剂，属于新材料中的光电材料领域。

背景技术

染料敏化太阳能电池(DSSC)是目前最具研究和发展应用潜力的有机太阳能电池之一，吸引了全世界范围内的深入研究，而染料敏化剂在吸收太阳光后能产生光生电子，是染料敏化太阳能电池(DSSC)的关键光敏材料，染料敏化剂的合成和性能研究起始于钌基配合物染料，但因钌的高成本以及来源受限而逐渐转向了纯有机和普通过渡金属配合物染料敏化剂的研究，目前的有机染料敏化剂面临稳定性差和光电效率有限等缺陷，普通金属配合物的吸光性能也有局限，为解决这些问题，本发明研究了将有机和配合物染料通过聚合得到的聚合配合物染料敏化剂，其吸光性能、电子传输性能和光电转化效率都得到了提升。

发明内容

本发明的目的：在于提供一种以乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物为辅助电子受体的D-A-π-A型聚合配合物染料敏化剂PBDTT-SF-Cd及其制备方法。通过Heck聚合反应将电子受体部分乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物与电子给体部分二噻吩-苯并二噻吩衍生物(BDTT)聚合，形成D-A-π-A结构的聚合配合物功能染料，并应用于染料敏化太阳能电池中作染料敏化剂。

本发明的技术方案是：一种含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉的聚合配合物，其特征在于该化合物是以乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉配合物作辅助电子受体A，具有D-A-π-A型的分子结构,其通式如式1：

式1一种含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉的聚合配合物PBDTT-SF-Cd的结构通式。

一种含乙烯苯基和对乙烯苯酚基亚甲胺衍生物合镉的聚合配合物PBDTT-SF-Cd的制备方法：

(1).对硝基苯乙烯的合成：惰性气体保护条件下，将摩尔比为1.00:1.01的硝基溴卞和三苯基膦溶于氯仿，搅拌1h～3h后，倒入乙醚中，过滤析出固体，干燥得白色膦盐晶体，取一定量的白色膦盐晶体于三口瓶中，加入质量分数为37％甲醛水溶液，充分搅拌形成悬浮液，用滴液漏斗缓慢间断地加入新配的质量分数为23％的Na₂CO₃水的溶液，悬浮液继续搅拌4h～12h，用乙醚萃取后，用无水Na₂SO₄干燥，过滤，旋转蒸发除去溶剂的粗产物用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝10:1(v/v)，蒸馏得到淡黄色固体对硝基苯乙烯。

(2).对乙烯基苯胺的合成：取少量铁粉于三口瓶中，加入少量水和微量浓盐酸后充分搅拌，用冰浴将温度降至0℃后，快速搅拌下缓慢加入硝基苯乙烯的乙醇溶液，其中铁粉与硝基苯乙烯的摩尔比为10:3，保持冰浴下反应4h～12h，过滤除去铁粉，加水水解后用二氯甲烷萃取，有机层用无水Na₂SO₄干燥，旋转蒸发除去溶剂，用硅胶过柱，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝5:1(v/v)，蒸馏得浅黄色固体对乙烯基苯胺。