卟啉酞菁类化合物的设计合成及其在太阳能电池中的应用价值研究.pdf

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1、第43卷第2期化工能源化工设计通讯2017年2月ChemicalEnergyChemicalEngineeringDesignCommunications卟啉酞菁类化合物的设计合成及其在太阳能电池中的应用价值研究毛雅君，冯亚莉，邵香敏（郑州工业应用技术学院，河南郑州450000）摘要：在太阳能电池方面，有机分子材料在光电转化效率、使用寿命等多方面都比传统的以硅太阳能电池为代表的无机太阳能电池优异。如何在现有基础上进一步提高其性能是目前太阳能电池领域的重要课题。对目前广受关注的卟啉酞菁类化合物在太阳能电池中的应用进行分析，并对其设

2、计合成方法进行研究。关键词：卟啉；酞菁；卟啉酞菁联合体；光伏电池中图分类号：TM914.4文献标志码：B文章编号：1003–6490（2017）02–0142–02DesignandSynthesisofPorphyrinPhthalocyanineCompoundsanditsApplicationinSolarCellsMaoYa–jun，FengYa–li，ShaoXiang–minAbstract：Intheaspectofsolarcells，organicmolecularmaterialsaresuperiorto

3、traditionalinorganicsolarcellsrepresentedbysiliconsolarcellsinphotoelectricconversionefficiencyandservicelife.Howtofurtherimproveitsperformanceontheexistingbasisisanimportanttopicinthefieldofsolarcells.Inthispaper，theapplicationofporphyrinphthalocyaninecompoundsinsol

4、arcellsisanalyzed，andthedesignandsynthesismethodsarestudied.Keywords：porphyrin；phthalocyanine；porphyrinphthalocyaninecomplex；photovoltaiccell随着太阳能发电技术的不断发展，将其推广在各个生产生上引入羧基来改善其溶解性，最终得到四羧基酞菁铜，该化活领域成为可能。传统的太阳能电池以硅太阳能电池为代表，合物既可作为给体通过旋涂工艺制备成电池器件；又可以作其光电转化效率、生产成本、使用寿命等因素影响

5、其进一步为装饰层来修饰光功能层的电池器件，提高电池器件的整体的推广应用。要想实现太阳能电池的大范围推广，就必须最性能。大限度的降低其生产成本，传统的无机太阳能电池生产成本2.3利用卟啉类化合物对其光吸收功能团进行修饰高、工艺复杂、寿命短，无法在大范围内全面推广。随着有为了进一步改善酞菁铜化合物在吸收光谱方面存在的缺机分子材料技术的发展，可应用于太阳能电池的有机材料越陷，可通过对其光吸收功能团进行修饰。在这里选用卟啉类来越多，且性能优异、成本低廉，有着巨大的研究应用前景。化合物，这类化合物在可见光范围内有较大的摩尔吸光系数，1卟啉

6、和酞菁同时对于绿光波段有着很好的吸收能力。通过化学反应的方卟啉和酞菁是目前在太阳能电池领域最为常见的两种有法我们得到卟啉酞菁二联体和卟啉酞菁五联体这两种联合体。机小分子材料，其中卟啉在自然界中广泛存在，如叶绿素中，在理论上这两种联合体不仅拓宽了光谱吸收范围，同时提高它具有良好的光稳定性，是良好的光敏化剂；而酞菁是通过了整个分子的溶解性。具体的应用情况需要将其制备出光伏[1]化学合成而来，目前已可实现大规模生产，其具有良好的热、电池元件进行验证。化学稳定性，是典型的有机半导体材料。通过验证如果将这两3在太阳能电池中的应用种材料单独

7、应用在太阳能电池中时，无法达到最佳的光转换在设计并制备出卟啉酞菁联合体后，要将其实际应用在效率和载流子传输效率，而通过对两种材料分子结构的分析，太阳能电池中验证其性能。发现两者具有很大的相似性，都可以与多种金属元素发生配3.1太阳能电池工作原理位，同时还可以通过化学反应改性，从而达到想要的分子结构、有机太阳能电池的工作原理是基于有机半导体材料的光性能。伏效应来产生电压并形成电流，所以也可称为光伏电池。光2卟啉酞菁联合体的设计伏电池工作的物理过程简单概括为：①吸收太阳光、产生激子；以最为常见的酞菁铜为例对卟啉酞菁联合体的设计进行②

8、激子的扩散和解离；③电荷的分离与传输；④电荷的收集。分析。具体步骤如下：3.2卟啉酞菁联合体在光伏电池中的应用2.1制备酞菁铜影响有机太阳能电池器件性能的因素主要包括有机材料酞菁分子的直径约1.4nm，酞菁环中心对角N–N间距约的光吸收能力、激子的产生与复合、激