基于D-A-π-A型喹喔啉类纯有机染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用 (1)

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1、？４ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ硕士学位论文－Ａ－－Ａ型喹基于Ｄｔｉ喔啉类纯有机染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用作者姓名姬汉轩学科专业有机化学指导教师曹德榕教授所在学院化学与化工学院论文提交日期２０１８年４月SynthesisandApplicationoftheQuinoxaline-BasedD-A-π-AMetal-freeOrganicDyesforDye-SensitizedSolarCellsADisserta

2、tionSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Han-XuanJiSupervisor：Prof.DerongCaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201520116923华南理工大学硕士学位论文基于D-A-π-A型喹喔啉类纯有机染料的合成及其在染料敏化太阳电池中的应用作者姓名：姬汉轩指导教师姓名、职称：曹德榕教授申请学位级别：理学硕士学位学科专业名称：有机化学研究方向：有机光电功能材料论文提

3、交日期：2018年4月25日论文答辩日期：2018年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：江焕峰委员：曹德榕汪凌云赵祖金霍延平华南理丁女学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。本人完全意识到本声明的，均已在文中以明确方式标明法律后果由本人承担。作者签名曰期：洲？年〈月＜曰［

4、学位论文版权使用授权书艮本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容、汇编学位，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存一论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密，（校保密委员会审定为涉密学位时间：年月日）于年月日解密后适本授权书。＼／不保密，

5、同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。“”（请在以上相应方框内打Ｖ）作者签名日期：指导教师签名：日期：作联者联系电话：１电子邮箱：系地址（含邮编）：摘要近年来，随着传统能源的急剧减少和环境污染的日益加重，人类一直在寻求和研发清洁高效的新能源，染料敏化太阳电池（DSSCs）作为第三代太阳能电池，是一种新型的绿色能源，由于其分子结构设计的可

6、调控性，工艺简单，生产成本低，光电转换效率高等特点，目前已成为世界范围内科学研究的热点。染料敏化剂作为染料敏化太阳电池中最关键的组成部分之一，在光捕获和电子传输中起着至关重要的作用。在过去的十几年中，有研究表明在D-π-A型纯有机染料分子中引入具有吸电子能力的额外受体（即D-A-π-A型结构），有利于拓宽紫外可见光吸收光谱，调节能级，改善光电性能等。本论文设计合成了一系列新型基于D-A-π-A型的纯有机染料分子，并成功地将它们应用于染料敏化太阳电池中进行测试。通过对染料光电性能的研究来解释染料分子结构与性能的关系。具体研究工作

7、主要分为以下几个方面：（1）以我们课题组之前报道的染料DQ5和D-A-π-A型纯有机染料分子为基础，设计合成了一系列以吲哚啉为电子给体，氰基乙酸为电子受体，创新性地在染料分子中引入具有吸电子能力的喹喔啉类基团作为额外受体，并基于DPQ作为π桥的新型D-A-π-A结构的纯有机染料分子。利用1HNMR、13CNMR、HRMS等手段对染料分子进行了表征。（2）通过测试染料的紫外可见吸收光谱，荧光发射光谱，固体紫外可见吸收光谱，循环伏安法，密度泛函数理论计算，吸附量，电化学阻抗，J-V曲线和单色光光电转换效率来分析电池的光物理性质，电

8、化学性质以及光伏性能。结果表明，该系列染料中以2,3-二戊基喹喔啉作为额外受体的染料IQT，在模拟标准-2，开路电压V太阳能照明条件下，得到了短路电流Jsc为16.87mAcmoc为710mV，填充因子FF为0.67，光电转换效率达到了最高为7.98%的测试结果，高于染料DQ