[发明专利]四种D-A’-(π-A)2

说明书

本发明涉及式1所示的四种D‑A’‑(π‑A)₂型水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT‑SP‑Cd、BDTT‑SP‑Zn、BDTT‑SP‑Cu、BDTT‑SP‑Ni及其制备方法与用途，它们是以功能化的水杨醛席夫碱衍生物为主配体与金属配位形成的金属配合物为辅助电子配体A’，以苯并二噻吩联二噻吩BDTT做电子给体D，通过Heck反应合成的D‑A’‑(π‑A)₂型聚合金属配合物，实验基于以BDTT‑SP‑Cd、BDTT‑SP‑Zn、BDTT‑SP‑Cu、BDTT‑SP‑Ni为染料敏化剂的染料敏化太阳能电池的光伏性能测试表现出较好的效果：光电转换效率分别为8.07％、7.63％、6.79％、6.11％，其热分解温度均达到了203℃以上，热稳定性良好，这将在染料敏化太阳能电池的发展应用方面具有一定的前景。

技术领域

本发明涉及四种D-A’-(π-A)₂型聚合水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SP-Cd、BDTT-SP-Zn、BDTT-SP-Cu、BDTT-SP-Ni及其制备方法与应用其为染料敏化太阳能电池(DSSCs)中作染料敏化剂的用途，是对染料敏化太阳能电池(DSSCs)中光电敏化材料的研发与应用，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以其性能稳定、质量轻、成本低、制作工艺简单且效率极限值高受到科学界的广泛关注，研究人员发现在D-π-A结构的基础上引入辅助电子配体A’的D-A’-π-A结构，可以有效的减少电子复合以及促进分子内电子的转移，效率也获得了明显提升。较于纯有机染料而言，该种结构的光敏剂光、热、化学稳定性具有明显的优势；也可通过改变配位的金属原子来调节配位键强度来调节吸电子能力，调节染料分子的HOMO能级和LOMO能级，从而达到染料分子优良的推拉电子平衡，大幅度提高光电效率。本发明研究用金属配合物代替苯并噻二唑等有机化合物做D-A’-π-A型染料敏化剂的辅助受体A’，并通过聚合扩大分子共轭平面性，设计与制备了四种D-A’-(π-A)₂型聚合水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SP-Cd、BDTT-SP-Zn、BDTT-SP-Cu、BDTT-SP-Ni，表现出较好的光伏性能。

发明内容

本发明的目的为提供和制备以苯并噻二吩联二噻吩衍生物BDTT为电子给体(D)，以功能化的水杨醛席夫碱衍生物为主配体与金属配位形成的配合物为辅助电子受体(A’)，以2-氰基-3-(8-羟基喹啉-5-基)丙烯酸与金属配位形成π桥、受体(A)和锚定基团，通过Heck反应将给体(D)和配合物受体部分[-A’-(π-A)₂]连接而合成的四种D-A’-(π-A)₂型聚合水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SP-Cd、BDTT-SP-Zn、BDTT-SP-Cu、BDTT-SP-Ni，并应用作为染料敏化太阳能电池中的染料敏化剂，该类金属配合物具有良好的光电转换效率和热稳定性，基于以BDTT-SP-Cd、BDTT-SP-Zn、BDTT-SP-Cu、BDTT-SP-Ni为染料敏化剂的染料敏化太阳能电池的光电转化效率分别达到了8.07％、7.63％、6.79％、6.11％，其结构通式如下：

四种D-A’-(π-A)₂型聚合水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SP-Cd、BDTT-SP-Zn、BDTT-SP-Cu、BDTT-SP-Ni的制备方法：

(1)5-氯甲基水杨醛的制备：

称取多聚甲醛至三口瓶中，沿壁迟缓加入大量的浓盐酸，待搅拌均匀后，缓慢滴加水杨醛，多聚甲醛和水杨醛的摩尔比为1.8∶1.0～2.2∶1.0，室温搅拌反应36～72h，过滤得到粗产物白色固体，依次用饱和碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤至中性后放置干燥箱干燥，粗产物用石油醚重结晶多次，得到白色针状固体5-氯甲基水杨醛；

(2)5-乙烯基水杨醛的制备：