[发明专利]茚并吡咯噻吩类光敏染料的制备及用途

权利要求书

1.一种茚并吡咯噻吩类光敏染料，其特征在于，具有式(I)的化学结构：

式(I)中：R₁，R₂为C₁～C₁₂烃基。

2.如权利要求1所述茚并吡咯噻吩类光敏染料，其特征在于，所述的共轭单元为5-己基-4-(4-甲氧基苯基)-4,5-二氢噻吩并[2”，3”：4'，5']吡咯并[2'，3'：4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚。

3.如权利要求1所述茚并吡咯噻吩类光敏染料，其特征在于，其中R₁，R₂为C₁～C₆烃基。

4.如权利要求1所述茚并吡咯噻吩类光敏染料，其特征在于，其中5-己基-4-(4-甲氧基苯基)-4,5-二氢噻吩并[2”，3”：4'，5']吡咯并[2'，3'：4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚也作为供电单元。

5.一种权利要求1所述的茚并吡咯噻吩类光敏染料的制备方法，其特征在于，具有如图6的合成路线；

其中，R₁，R₂为C₁～C₁₂烃基；

a：化合物II通过Vilsmeier-Haack反应生成III；

b：化合物III通过Cadogan–Sundberg反应得到化合物IV；

c：化合物IV通过与氢化钠和溴己烷反应，以干燥的DMF作为溶剂，得到化合物V；

d：化合物V通过Knoevenagel反应得到终产物I；

其中，钴配合物电解质的配制方法如下：

方法一：以乙腈为溶剂，加入0.2～0.3摩尔/升的钴(II)-邻菲罗啉六氟磷酸盐([Co(phen)₃](PF₆)₂)，0.05～0.1摩尔/升的钴(III)-邻菲罗啉六氟磷酸盐([Co(phen)₃](PF₆)₃)，0.5～1.0摩尔/升的叔丁基吡啶(TBP)以及0.1摩尔/升的双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

方法二：以乙腈为溶剂，加入0.2～0.3摩尔/升的钴(II)-联吡啶六氟磷酸盐([Co(bpy)₃](PF₆)₂)，0.05～0.1摩尔/升的钴(III)-联吡啶六氟磷酸盐([Co(bpy)₃](PF₆)₃)，0.5～1.0摩尔/升的叔丁基吡啶(TBP)以及0.1摩尔/升的双三氟甲烷磺酰亚胺锂。

上述的应用中染料敏化二氧化钛光阳极的制备方法经过下述步骤：

通过丝网印刷的方法把二氧化钛浆料均匀地涂敷在FTO导电玻璃上，经500℃高温烧结30min，自然冷却到室温，用50mM TiCl₄溶液处理30min，用蒸馏水、乙醇冲洗表面，氮气吹干；再经500℃高温烧结30min，得到厚度约为3μm的二氧化钛多孔膜。

6.一种权利要求1所述茚并吡咯噻吩类光敏染料的用途，其特征在于：作为染料敏化太阳能电池的敏化剂。

7.一种染料敏化太阳能电池包括：吸附了式(I)所示化合物敏化的二氧化钛电极，钴配合物电解质以及镀铂的导电玻璃；其结构如图3所示，从下向上依次为(2)铂层、(3)电解质、(4)光敏化剂、(5)二氧化钛膜、(1)导电玻璃；该电池有效光照面积为：0.16cm²；测试光源：AM1.5solar simulator-Oriel91160-1000(300W)；数据采集：Keithley 2400数字源表。