[发明专利]高效率染料敏化太阳能电池

权利要求书

1.一种染料敏化太阳能电池，包含由吸光染料敏化的中孔半导体、对电极和含有氧化还原介体的电解质，其特征在于，有机吸光染料和单电子转移氧化还原介体结合使用。

2.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述的有机染料包含大体积的烷氧供电子性取代基。

3.根据权利要求1或2所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述的有机染料包含抑制半导体中的电子和所述电解质中受体物种之间复合的空间位阻基团。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述的有机染料含有三苯胺。

5.根据权利要求4所述的染料敏化太阳能电池，其中所述的有机染料具有下列结构：

其中所述电子给体包括具有供电子性的芳族取代基Ar和Ar′的三芳基胺基团，其中，A是吸电子基团，并且其中π是一系列的一个或多个共轭单元，其将染料分子的电子给体部分和电子受体部分电子性地连接起来。

6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳能电池，其中所述Ar和Ar′是苯基、噻吩、呋喃、萘基-衍生物和其他的多环芳族烃、稠合杂环系统及其相应的低聚变体中的任一项。

7.根据权利要求5或6所述的染料敏化太阳能电池，其中A包含羧酸官能团如氰基丙烯酸和绕丹宁-3-乙酸，或者基于磷或硫的结合基团，如膦酸酯或磺酸酯的形式。

8.根据权利要求5-7中的任意一项所述的染料敏化太阳能电池，其中π包含5或6元不饱和(杂)环单元的组合，所述5或6元不饱和(杂)环单元的每个环包含至多4个周期表中IVA-VIA族中的杂原子，主要是苯基、噻吩、呋喃、吡咯、噻唑、唑，或它们稠合的和多环的变体，如噻吩并[3，2-b]噻吩、二噻吩并[3，2-b：2′，3′-d]噻吩、吩噻嗪、吩嗪、4H-硅杂环戊二烯并[3，2-b：4，5-b′]二噻吩和咔唑。

9.根据前述权利要求中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其中所述有机染料是具有下式的D29：

或具有下式的D35：

10.根据前述权利要求中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述有机染料具有至少70000M^-1cm^-1的消光系数。

11.根据前述权利要求中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述单电子转移氧化还原介体是以钴原子为中心原子、含有有机配体的钴络合物。

12.根据前述权利要求中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述单电子转移氧化还原介体是聚吡啶钴络合物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述对电极的材料包括铂。

14.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述对电极的材料包括碳。

15.根据权利要求1所述的染料敏化太阳能电池，其特征在于，所述中孔半导体包括TiO₂。