[发明专利]一种卟啉敏化剂的合成及其方法

说明书

本发明属于精细有机化工技术领域，特别是一种卟啉敏化剂，所述敏化剂化学结构式为：其中，合成方法为在碱性条件下，经水解反应，得到的一类新型卟啉敏化剂，关键点在于双锚定基团卟啉敏化剂的合成，增加敏化剂的吸附，提高电池寿命，有利于在太阳能电池中的应用。

技术领域

本发明涉及精细有机化工技术领域，特别是一种卟啉敏化剂太阳能电池敏化 剂及其合成方法。

背景技术

新型太阳能电池是新型薄膜电池，包括染料敏化太阳能电池和有机聚合物太 阳能电池等，此类电池具有制造工艺简单、成本低廉、材料来源广泛以及可大面 积应用等优点而受到了广泛关注。基于以上原因，染料敏化太阳能电池将在未来 的光伏电池发展中占据重要地位。卟啉敏化剂具有很好的光谱响应能力，在Soret 带(400～450nm)有较好的光、热和化学稳定性、且在Q带(550～700nm)有很强的 吸收。但目前DSSC仍然存在光电转化效率低、长期使用的稳定性差和寿命较短 等缺点，限制了其大规模应用。

因此，从卟啉敏化剂的分子设计角度出发，设计合成了一种双锚定基团的卟 啉敏化剂，这种双锚定基团的卟啉敏化剂可以有效吸附在纳米结构上，提高吸附 效率，延长太阳能电池的寿命和增加其稳定性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种卟啉太阳能电池敏化剂及其合成方法。

本发明的技术方案如下：

一种卟啉敏化剂，所述敏化剂化学结构式为：

合成所述的卟啉敏化剂的方法，所述方法包括以下合成路径：

所述方法包括以下步骤：

所述步骤1)化合物II和对无机碱的投料比为1：1-50。

所述步骤1)无机碱的种类为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种。

所述步骤1)化合物的投料顺序为化合物II，四氢呋喃，甲醇，无机碱水溶 液。

所述步骤1)无机碱水溶液质量浓度为10％-50％。

所述步骤1)四氢呋喃，甲醇，无机碱水溶液的体积比为1:0.1-5:0.01-0.5。

所述步骤1)回流条件为升温至80℃，回流3-25小时。

所述步骤2)纯化方式为硅胶层析分离，重结晶进一步纯化。

所述步骤2)重结晶纯化溶剂为二氯甲烷，甲醇，正己烷，正戊烷。

完成卟啉敏化剂的合成。

本发明有益效果如下：

1、本发明合成的卟啉敏化剂光谱性能和热稳定性好，具有很好的光谱响应 能力，在Soret和Q带具有较强的吸收，摩尔吸光系数可达10⁵M^-1cm^-1。

2、本发明合成一种新型双锚定基团的卟啉敏化剂，一个为羧基，一个为季 铵阳离子，提供了简单低成本的合成方法。

3、本发明合成了一类卟啉敏化剂，此类化合物在太阳能电池等领域内有较 广泛的研究与应用。

附图说明

图1为实施例1-8中化合物I的氢谱图。

图2为实施例1-8中化合物I的高分辨质谱图。

图3为实施例1-8中化合物I的紫外可见光谱图。

图4为实施例1-8中化合物I的稳态荧光光谱。

具体实施方式