新型绕丹宁吸电子基团的合成及其光敏染料的性能研究

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1、中图分类号：O62密级：公开UDC：547学校代码：10094硕士学位论文（学历硕士）新型绕丹宁吸电子基团的合成及其光敏染料的性能研究Synthesisandinvestigationofnovelphotosensitivedyeswithdifferentrhodanineacceptors研究生姓名：谢丽青指导教师：刘博副教授学科专业：有机化学研究方向：光电功能材料论文开题日期：2015年9月15日二〇一七年三月二十四日中图分类号：O62密级：公开UDC：547学校代码：10094硕士学位论文（学历硕士）新型绕丹宁吸电子基团的合成及其光敏染料的性

2、能研究Synthesisandinvestigationofnovelphotosensitivedyeswithdifferentrhodanineacceptors作者姓名：谢丽青指导教师：刘博副教授学科专业：有机化学研究方向：光电功能材料论文开题日期：2015年9月15日I摘要随着社会经济的快速发展，能源危机和环境污染是亟需解决的两大问题。利用清洁和可再生的太阳能是解决问题的途径。染料敏化太阳能电池是利用光电效应把光能转换成电能的装置。迫在眉睫的需要发展高效率的染料敏化太阳能电池。而染料敏化剂在DSSCs中起着吸收太阳光和将激发态电子注入到纳米半

3、导体导带的作用，所以合成性能优越的染料敏化剂是提高电池效率的关键。我们设计合成了三种新型不同绕丹宁吸电子端的纯有机光敏染料，并测试了基于这些染料的光物理、电化学性质及在DSSCs中的应用。本论文主要包括以下几个方面：第一章讲述了DSSCs的发展背景，DSSCs的结构，工作原理，评价性能参数以及染料敏化剂的分类，特点和近些年来的发展状况，在此基础上提出了课题：以咔唑取代的吲哚啉为给电子体，设计新型不同的绕丹宁酸为受体，合成新型的D-D-π-A结构的光敏染料。第二章讲述了在绕丹宁环上引入正辛基链和氰基乙酸结构的受体的合成，在绕丹宁环上引入二氰基乙烯基结构的

4、受体的合成，以咔唑取代的吲哚啉为给电子体，新型不同的绕丹宁酸为受体，插入噻吩π桥的光敏染料的合成。以及合成的化合物的1HNMR，13CNMR和MS的数据分析。第三章讲述了三种新型光敏染料的物理和光伏性能，包括紫外荧光性能及对电化学的分析，应用Gaussian03程序对染料分子结构进行了量化计算，以及对电流和电压曲线的分析。采用绕丹宁环上引入正辛基链和氰基乙酸结构受体的光敏染料CS-8展示出较高的光电转换效率。第四章结论。关键词：绕丹宁；吲哚啉；染料敏化太阳能电池；光伏性能；有机染料IIIAbstractWiththerapiddevelopmentof

5、socialeconomy,energycrisisandenvironmentalpollutionaretwomajorproblemstobesolved.Theuseofcleanandrenewablesolarenergyisthewaytosolvetheproblem.Dyesensitizedsolarcellisadevicethatconvertslightenergyintoelectricenergybyphotoelectriceffect.Itisurgenttodevelophighefficiencydye-sensi

6、tizedsolarcells.ThedyesensitizerplaysanimportantroleintheabsorptionofsolarlightandtheexcitedstateelectroninjectionintotheconductionbandofthesemiconductorinDSSCs.Therefore,thekeytoimprovetheefficiencyofthebatteryisthedevelopmentofdyesensitizer.Threenovelpureorganicdyeswithdiffere

7、ntrhodanineacceptorsaredesignedandsynthesized.ThephotophysicalandelectrochemicalpropertiesofthesedyesandtheirapplicationinDSSCsareevaluated.Thispapermainlyincludesthefollowingaspects:Chapter1Thedevelopmentofdye-sensitizedsolarcells,thestructureandworkingprincipleofDSSCs,theevalu

8、ationofperformanceparametersandtheclassificatio