新型基于吡咯有机染料敏化剂的合成与性能研究

针对能源危机和环境恶化，太阳能电池的开发和利用备受关注，其中染料敏化太阳能电池（DSSCs）凭借其低制备成本和较高的光电转换效率成为近年来太阳能光电转换领域的研究热点。在DSSCs中，染料敏化剂性能的好坏直接影响到DSSCs光电转换效率的高低。目前，纯有机染料敏化剂中，电子给体(D)-共轭桥(π)-电子受体(A)型染料是研究的重点。而染料分子中共轭桥的结构对分子内电荷转移效率起着至关重要的作用。吡咯作为一种共振能低且富电子性强的五元杂环，不仅可以进行有效的分子内电荷传输，而且,通过可控合成在其各个位点引入官能团，能对基于吡咯的染料进行全方面的修饰。但目前，相对于其同类化合物-噻吩，吡咯却较少受到关注。因此，申请人在曾合成部分基于吡咯高性能染料敏化剂（其效率为N719的91%）的基础上，继续优化此类染料的结构和性能，结合理论计算，以期得到高效、可应用的染料敏化剂。

随着能源危机和环境恶化，太阳能的开发和利用备受关注，其中染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其低的成本和高的光电转换效率成为光电领域的研究热点。在DSSCs中，染料敏化剂性能的好坏直接影响到电池光电转换效率的高低。对有机染料而言，如何抑制染料在二氧化钛表面的聚集和拓宽染料的光谱吸收范围，是提高其性能的重要途径。本项目的研究中，以上述两点为主要目标，结合吡咯的结构优势，精心设计了多个系列基于吡咯的新型染料，系统地研究了其结构与性能之间的关系，深入探讨了间隔基团的电子特性、形状和连接位置对染料结构与光电性能的影响，成功获得了多个性能优良的染料分子。同时，我们还将本项目研究中所运用的策略应用到其它的共轭体系中，有效地提高了相应材料的光电性能。