新型纯有机光敏染料的合成及其应用于染料敏化太阳能电池的研究

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1、万方数据博士学位论文新型纯有机光敏染料的合成及其应用于染料敏化太阳能电池的研究SynthesisofNovelPureOrganicDyesandApplicationResearchintheDye—SensitizedSolarCells学号：1107091答辩日期：塑!丫：7二!!大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己

2、经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：逝型缝直扭羞熟鎏料鳆金盛拯墓廛屡王鎏料邀丝态圈篮垒渔的班塞作者签名：二叁匕渔』咨L———一日期：』哑年-．}月出大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部

3、分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：导师签名：答辩委员会主席：万方数据大连理工大学博士学位论文摘要光敏染料是染料敏化太阳能电池的核心部分，设计、开发高效稳定的光敏染料对于提升电池的光电转换效率以及工业化应用有重要意义。本论文设计合成了几个系列纯有机光敏染料，系统地研究了染料的物理、电化学性质对染料敏化太阳能电池光伏性能的影响。异喹啉阳离子作为吸电子体引入到D．兀一A体系中，设计合成了一系列不含乙烯基的光敏染料。应用于染料敏化太阳能电池时，染料JH304敏化的太阳能电池获得了最高7．

4、3％∽。=14．40mA·cm-2，Vo。=684mV，FF=74．4％)的光电转换效率。当采用不同数目-CH2一单元将异喹啉阳离子与羧基分开时，随着-CH2一数目的增加，电池的效率由6．8％降低到4．2％。然而，与异喹啉阳离子染料不同，一CH2一数目的增加使得绕丹宁染料的效率由4．1％提高到4．5％。羟基作为吸附基团引入D一7【．A体系中，设计合成了一系列吡啶阳离子光敏染料，研究了不同的供电子体对染料光伏性能的影响。最终，染料JH401敏化的太阳能电池获得了2．6％的光电转换效率，且在440nm处获得了80％的IPCE值，这也是到目前为止羟

5、基吸附染料获得的最高IPCE值。采用菲醌衍生物为兀桥基，设计合成了含有不同供电子体和桥基的光敏染料。应用于染料敏化太阳能电池时，染料JH203敏化的太阳能电池获得了6．0％∽。=11．13mA·cm-2，vo。=720mV，FF=74．9％)的光电转换效率。老化测试表明，菲醌衍生物染料具有良好的稳定性。基于吩噻嗪的D．兀一A与D．A-兀．A结构光敏染料研究表明，D．A．兀．A结构光敏染料表现出更宽、更红的吸收光谱，但是摩尔消光系数明显降低。在同样的测试条件下，D．兀．A结构光敏染料获得了7．5％(Js。=16．36mA·cm～，vo。=706

6、mV，FF=64．5％)的光电转换效率，而D．A-兀．A结构染料敏化的太阳能电池产出了6．4％(厶=14．71mA-cm-2，Vo。=645mV，FF=67．3％)的光电转换效率。关键词：太阳能电池；光伏器件；纯有机染料万方数据新型纯有机光敏染料的合成及其应用于染料敏化太阳能电池的研究ABSTRACTAsthekeycomponentofthedye—sensitizedsolarcells(DSSCs)，designinghighlyefficientandstablephoto-sensitizersisimportanttoimprov

7、ethephoton-to‘electronconversionefficiencyandbeneficialfortheindustrialapplicationof也eDSSCs．Severalseriesofthedyeshavebeensynthesized．Thephysical，electrochemicalpropertiesandphotovoltaicperformanceofthesolarcellshavebeeninvestigatedsystematically．AseriesofD一7c．Astructuredis

8、o—quinoliniumorganicdyeswithoutvinylgrouphavebeensynthesized．WhenappliedinDSSCs，dy