[发明专利]高光电转换性能的光伏电池板及其制备方法

权利要求书

1.一种高光电转换性能的光伏电池板，其特征在于：包括对合封装的光阳极组件(1)和对电极组件(2)，所述光阳极组件(1)和所述对电极组件(2)对应形成多个电池单元，相邻的电池单元之间设有间隔层(7)，所述电池单元中填充有电解质(3)，所述光阳极组件(1)和所述对电极组件(2)分别上设有主导电极(4)，所述主导电极(4)的长度方向与所述光阳极组件(1)和所述对电极组件(2)的长度方向一致，所述主导电极(4)上梳状分布有多个副导电极(5)；

所述光阳极组件(1)包括至少两个光阳极单元，相邻两个光阳极单元之间设有所述间隔层(7)，所述光阳极单元包括第一基底(1a)，所述第一基底(1a)上等距平行开设有多个第一条形凹槽(1b)，所述第一基底(1a)上涂覆有第一导电层(1c)，所述第一条形凹槽(1b)中设有副导电极(5)，多个所述副导电极(5)上连接有同一个主导电极(4)，所述主导电极(4)上覆盖有硬质绝缘层(8)，所述第一导电层(1c)上设有光电转换层(1e)，所述光电转换层(1e)为经过有机染料敏化的TiO₂层。

2.根据权利要求1所述的高光电转换性能的光伏电池板，其特征在于：所述有机染料结构式如下：

式中R1为H、烷氧基，R2为H、烷氧基、苯乙烯基。

3.根据权利要求1或2所述的高光电转换性能的光伏电池板，其特征在于所述有机染料结构式具体为：

4.根据权利要求3所述的高光电转换性能的光伏电池板，其特征在于：所述有机染料由以下步骤制得：

(1)供电基团的制备：

a、双己氧基三苯胺的制备：将摩尔比为1：1的对碘苯酚和溴代正己烷置于烧瓶反应器中，然后依次加入氢氧化钾和二甲基亚砜，室温下反应20～60min后，将反应液倒入水中，用二氯甲烷萃取，萃取的有机层用蒸馏水洗涤，然后用无水硫酸镁干燥，浓缩，得到中间体A；将氢氧化钾、铜粉和18-冠-6-醚加入双口烧瓶反应器中，然后在N₂保护条件下，将摩尔比为1：(2.5～2.8)的苯胺和中间体A经邻二氯苯溶解后加入双口烧瓶反应器中，回流反应18～30h，冷却后过滤，所得滤液经旋蒸除去邻二氯苯后，经过柱层析分离得到中间体B；在冰浴条件下，将三氯氧磷缓慢滴加到盛有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶反应器中，搅拌反应1-2h后，将中间体B经过N,N-二甲基甲酰胺溶解后加入烧瓶反应器中，中间体B与三氯氧磷的摩尔比为1：(9-10)，升高反应温度至75-90℃，反应2-3h后，将反应物倒入冰水中，调节PH值至8-9，用二氯甲烷进行萃取，用无水硫酸镁干燥，旋蒸后得到粗产物，将粗产物经过柱层析分离纯化得到双己氧基三苯胺；

b、三苯胺单醛的制备：冰水浴下在装有干燥管的三颈瓶中加入干燥的N，N-二甲基甲酰胺，缓慢滴加三氯氧磷，搅拌2小时，得到Vilsmeier试剂，其中N，N-二甲基甲酰胺和三氯氧磷的摩尔比为(10～20)∶1，将三苯胺加入到Vilsmeier试剂中，其中三苯胺和Vilsmeier试剂的摩尔比为1∶(1.1～2)，在95-105℃下反应2.5-8小时，产物倒入冰水中，调节PH值至中性，得到沉淀；粗产物经柱层析分离制得三苯胺单醛；

c、苯乙烯取代三苯胺单醛的制备：将溴化卞基三苯基膦溶解于干燥的THF中，冰盐浴冷却，氮气保护，然后加入叔丁醇钾，室温下搅拌半小时得到ylide试剂，其中叔丁醇钾与溴化卞基三苯基膦的摩尔比为(1～1.1)∶1；将该ylide试剂滴加到浓度为20～50％三苯胺双醛的THF溶液中，其中三苯胺双醛和ylide试剂的摩尔比为1∶(1～1.5)，室温下反应5-10小时，粗产物用无水乙醚萃取，经柱层析分离制备得到苯乙烯取代三苯胺单醛；

(2)2-甲基苯并吡喃酮的制备：将邻羟基苯乙酮溶解在烧瓶反应器中的乙酸乙酯中，然后将金属钠加入烧瓶反应器中，室温下反应2-4h后，将反应物过滤得到滤渣，将滤渣置于水中，调节PH值至7-8，室温下搅拌3-6h，再次过滤得到中间体C；将中间体C溶解于烧瓶反应器的醋酸中后，将浓硫酸缓慢加入烧瓶反应器中，回流反应20-40min后，将反应物倒入冰水中，调节PH值至8-9，用二氯甲烷萃取，有机相经无水硫酸镁干燥，旋干溶剂得到2-甲基苯并吡喃酮；

(3)光敏染料的合成制备：在N₂保护条件下，将步骤二中得到的2-甲基苯并吡喃酮、2-氰基丙酸乙酯、乙酸铵、乙酸和甲苯加入烧瓶反应器中，其中2-甲基苯并吡喃酮与2-氰基丙酸乙酯的摩尔比为1：(1～1.5)，回流反应15-18h后，将反应物倒入水中，用二氯甲烷萃取得到粗产物，将粗产物经过柱层析分离纯化得到中间体D；将步骤一制得的供电基团和中间体D，以及哌啶和乙腈投入反应器中，其中双己氧基三苯胺和中间体D的摩尔比为1:1，加热回流6-9h后，反应物经过旋转蒸发除去溶剂后，经过柱层析分离纯化得到所述有机染料。