[发明专利]D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池

说明书

本发明公开一种D‑π‑A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池，以苯并吡喃基作为π‑桥基，氰基丙烯酸基为吸电子基团，三苯胺基团为供电子基团的D‑π‑A型结构的有机染料具有较强的电子推拉体系，有效的实现染料分子内的电子分离，具有较高的摩尔消光系数和较宽的光谱响应范围，光电转换效率达到6.7％，三苯胺基团作为供电基具有螺旋桨式的非平面空间结构，可以降低敏化染料分子在二氧化钛薄膜表面的聚集，增强了供电基团的供电能力，减小了染料的禁带宽度，提高了空穴传输能力，苯并吡喃基作为π‑桥基具有较好的共轭结构，增强了染料分子的共轭效应，拓宽了吸收光谱的响应范围，具有较好的光稳定性和热稳定性，成本低廉，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池。

背景技术

随着资源短缺和环境污染问题的日益突出，太阳能作为一种清洁可再生能源越来越受到世人的关注。当前，通过太阳能电池进行光电转换是人类利用太阳能的主要途径之一。在太阳能电池中，硅太阳能电池因其转换率高和技术成熟占据了太阳能电池90％的份额，然而硅系太阳能电池因其工艺复杂，价格昂贵，材料要求苛刻而难以普及。如何提高太阳能电池的光电转换效率并有效的降低其制造成本，成为诸多太阳能电池工作者不断追求的目标。

自1991年瑞士Grtzel团队在染料敏化太阳能电池(DSSC)研究方面取得突破以来，该类电池由于具有高效、低成本、低能耗、环境友好等优点，显示出强大的商业应用前景，逐渐成为世界各国研究的热点。其中，作为DSSC重要组成部分的染料敏化剂起着关键作用，它们捕获太阳光，并产生激发电子，然后注入到光阳极中，其光电性能对整个DSSC的光电转换效率有着重要的影响。目前，性能最好的染料敏化剂是含贵金属的金属有机敏化剂，如Ru基多吡啶配合物它们具有光捕获能力强，光电转换效率高的优点，然而其价格高和贵金属资源的有限性限制了它的实际应用。同Ru基多吡啶配合物相比，不含贵金属的纯有机染料具有成本低、消光系数高和结构多样的优势。因此，近年来，合成用于可替代 Ru基多吡啶配合物的高效有机染料敏化剂成为该领域的研究热点。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种D-π-A型结构的有机染料及其制备方法及染料敏化太阳能电池，以解决现有含贵金属的有机光敏剂价格昂贵导致太阳能电池成本高，同时具有较好的光电性能和稳定性的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种D-π-A型结构的有机染料，关键在于其结构式如下：

式中R1为H、烷氧基，R2为H、烷氧基、苯乙烯基。

8、根据权利要求1所述的D-π-A型结构的有机染料，其特征在于所述结构式具体为：

一种D-π-A型结构的有机染料的制备方法，关键在于包括以下步骤：

步骤一、供电基团的制备：