[发明专利]一种有机染料及其在染料敏化太阳电池中的应用

权利要求书

1.一种有机染料，其特征在于它的化学结构式为其中，R₁和R₂为芳香族衍生物中的任意一个；

A为氰基、卤代烃、硝基、羧基、酰基、醛基、酰胺基或磺酸基中的任意一个；C为羧基、酰胺基、亚磷酸、次磷酸、磺酸、羟基、过氧化羧酸、硼酸或方酸中的任意一个。

2.根据权利要求1所述一种有机染料，其特征在于所述R₁为结构式D或结构式E，

结构式D为

结构式E为

式中R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和R₈分别为氢原子、烃氧基、烃硫基、烃基、卤代烃基、羟基或胺基中的任意一个。

3.根据权利要求1所述一种有机染料，其特征在于所述R₂为结构式F、结构式G或结构式H中的任意一个或多个。

结构式F为

结构式G为

结构式H为

式中R₉－R₁₉分别为氢原子、烃基、烃氧基、烃硫基或卤代烃基中的任意一个；X、Z分别为O、S、Se或Te；n为大于等于1小于等于10的整数。

4.根据权利要求1所述一种有机染料，其特征在于所述一种有机染料的化学结构式为化学结构式I、化学结构式Ⅱ或化学结构式Ⅲ，

化学结构式Ⅰ为

化学结构式Ⅱ为

化学结构式Ⅲ为

5.一种利用权利要求1所述有机染料制备的染料敏化太阳电池，其特征在于它由透明基底层、导电层、光吸收层、空穴输运层和对电极构成；两个透明基底层之间顺次连接的是导电层、光吸收层、空穴输运层和对电极；所述的光吸收层由半导体微纳粒子层和由权利要求1所述有机染料构成的有机染料层构成，其中，半导体微纳粒子层与导电层连接，有机染料层与空穴输运层连接。

6.根据权利要求5所述的染料敏化太阳电池，其特征在于所述染料敏化太阳电池中，所述透明基底层为玻璃基底或塑料；所述导电层由锡基氧化物、铟基氧化物、锌基氧化物或碳基透明透体中至少一种构成；所述半导体微纳粒子层中的半导体微纳粒子为TiO₂、SnO₂、ZnO、WO₃、Nb₂O₅或TiSrO₃，半导体微纳粒子的平均粒径大于0nm且小于等于100μm；所述半导体微纳粒子层是由底层膜和上层膜构成，底层膜和上层膜均由半导体微纳粒子构成，底层膜由15-20纳米的粒子组成，厚度为6-7微米，上层膜由200-400纳米的粒子组成，厚度为5微米；所述空穴输运层是碘/碘盐电解质、离子液体、有机空穴输运材料或无机空穴输运材料中的至少一种构成；所述对电极由Pt、Au、Ni、Cu、Ag、In、Ru、Pd、Rh、Ir、Os、C或碳基导电材料中至少一种组成；

其中，所述塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰亚胺、三乙酰基纤维素或聚醚砜；所述锡基氧化物为氟掺杂氧化锡，所述铟基氧化物为锡掺杂氧化铟，所述锌基氧化物为铝掺杂氧化锌，所述碳基为石墨烯、碳纳米管、聚苯胺或聚吡咯；所述碳基导电材料为多孔石墨、石墨烯、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的至少一种。

7.一种利用权利要求1所述有机染料制备染料敏化太阳电池的方法，其特征在于具体步骤如下：

将制备好的微纳米粒子双层膜在含有150-300微摩尔每升的有机染料和150-300微摩尔每升3，7－二羟基－4－胆酸的乙腈/叔丁醇中浸泡12-24小时，然后将覆盖纳米铂的玻璃电极通过一个35微米厚的热融环同纳米结构双层膜电极加热熔融密封，最后将电解质材料注入到两个电极的缝隙中，即制成了染料敏化太阳电池。