若干导电高分子的制备，改性，以及在染料敏化太阳能电池对电极的应用

This project focuses on the counter electrode for dye-sensitized solar cell(DSC). DSC composes of nanocrystalline TiO2 electrode, dye, electrolyte and counter eletctrode. Generally, Pt is the commonly used counter electrode. Though conductive polymer has been employed in DSC as counter electrode, it needs extra efforts to encourage further study. Our project will try to investigate several kinds of conductive polymers, preparation methods as well as doping level. Meanwhile, combining with conductivity of the polymer, catalytic behavior and DSC device performance, we expect to obtain positive conclusions and push DSC research forward.

本申请主要是针对染料敏化电池对电极材料而提出的项目。染料敏化太阳能电池主要由纳米晶工作电极，染料，电解质，以及对电极四大部分构成。一般说来，贵金属铂是最常用对电极材料，而基于导电高分子材料的对电极的开发研究不是很多，有待进一步深入研究和拓展。本项目结合导电高分子体系的研究范围入手，从导电高分子的类型，合成方法，掺杂程度（浓度）等方面，并以导电高分子的电导率，催化性能为参数，以染料敏化电池的光电转化效率为指标，期望得出一些指导性的结论，并促进本领域的深入研究。

导电高分子在光电子器件中有广泛的应用，然而其设计、合成新的体系研究不多。经过项目的资助实施，合成了系列聚噻吩、聚吡咯衍生物，通过优化后，染料敏化电池光电转化效率达到6-7%之间；同时，为细致研究导电高分子电极材料与电池的效率的关系，通过调控掺杂程度，研究面电阻与电池器件参数的关系。此外，还开发了一类含苯并二噻吩类的光敏染料，并获得了6.3%的转化效率。鉴于FTO玻璃是电池制备中重要成分，且价格较高，开发出两个系列的无FTO玻璃的铂对电极此外。在聚噻吩合成方法方面，尝试了固相聚合以及酸催化聚合等方法，制备了poly(3,4-ethylenedioxythiophene methane) poly(thiophene-3-yl-amine)。特别是在对C-C 固相聚合获得了关于噻吩衍生物单体的有效卤素-卤素距离和初始固相聚合温度的线性关系式。