[发明专利]一种蒽基稠环芳烃有机染料及其制备方法

说明书

本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，旨在提供一种蒽基稠环芳烃有机染料及其制备方法。该有机染料的分子结构式如式(I)所示。本发明提供的蒽基稠环芳烃有机染料是在构建的蒽基稠环芳烃上进行修饰辅助电子给体D和电子受体A，使得本发明制备得到的有机染料在应用于染料敏化太阳电池时，光电转化效率较高，而且本发明的有机染料的原材料来源广泛、成本低廉，且制备方法简单，可以实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池领域，尤其涉及一种蒽基稠环芳烃有机染料及其制备方法。

背景技术

太阳能作为一种可再生清洁能源，对其进行低成本高效率的开发利用成为当今的重要任务。染料敏化太阳能电池作为太阳能电池的重要一种已得到世界的广泛关注。1991年，研究组将Amadelli等人报道过的三核钌染料RuL₂(μ-(CN)Ru(CN)L′₂)₂(L为2,2′-联吡啶-4,4′-二羧酸，L′＝2,2′-联吡啶)作为敏化剂吸附在他们多年潜心发展的高质量TiO₂纳晶薄膜上制成器件，获得了模拟太阳光下7.1％的光电转换效率，由此开启了染料敏化太阳电池的研究大幕。与传统的无机半导体太阳能电池相比，染料敏化太阳电池的制造成本较低，且颜色丰富、美观，可制成半透明的产品，柔性的染料敏化太阳电池重量较轻，可以折叠、卷曲可以广泛应用于日常生活中。

染料敏化太阳电池通常由透明基底层、导电层、半导体微纳粒子层、有机染料层、空穴输运层和对电极组成，其中，有机染料层是染料敏化太阳电池的核心。目前，可以用于商业化太阳能电池的染料均为含有贵金属钌的配合物，但是由于钌资源缺乏，因此使钌系材料的成本高昂，严重制约了大规模的生产应用，纯有机染料已是大势所趋。所以开发高效低成本的有机染料是本领域的研究核心，是实现染料敏化太阳能电池产业发展的重要部分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种蒽基稠环芳烃有机染料及其制备方法。该有机染料不仅制备方法简单，而且当用于太阳能电池时光电转化效率较高。

本发明提供了一种蒽基稠环芳烃有机染料，该有机染料的分子结构式如式(I)所示：

式(I)中，R_1-1、R_1-2、R_1-3和R_1-4独立地选自H、C1～C36烷基、C1～C36烷基取代的苯基或C1～C36烷氧基取代的苯基；

D为H、C6～C50芳基取代的胺基、C6～C50杂芳基取代的胺基、C6～C50芳基取代的不饱和烃基、C6～C50杂芳基取代的不饱和烃基、C1～C36烷基取代的苯基或C1～C36烷氧基取代的苯基；

A为式(A1)：

式(A1)中，x、y和z独立地选自0或1。

作为本发明的优选方案，在所述式(I)中，R_1-1、R_1-2、R_1-3和R_1-4独立地选自C6～C30烷基、C6～C30烷基取代的苯基或C6～C30烷氧基取代的苯基。

本发明中，在所述式(I)中，D为式(D1)、式(D2)、式(D3)、(D4)、式(D5)、式(D6)或式(D7)：