[发明专利]四种D-A’-(π-A)2

说明书

本发明涉及式1所示的四种D‑A’‑(π‑A)₂型聚合烷基化水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT‑SBD‑Cd、BDTT‑SBD‑Zn、BDTT‑SBD‑Cu、BDTT‑SBD‑Ni及其制备方法与用途，它们是以烷基化的水杨醛席夫碱衍生物为主配体与金属配位形成的金属配合物为辅助电子配体A’，以苯并二噻吩联二噻吩(BDTT)做电子给体D，通过Heck反应合成的D‑A’‑(π‑A)₂型聚合金属配合物，实验基于以BDTT‑SBD‑Cd、BDTT‑SBD‑Zn、BDTT‑SBD‑Cu、BDTT‑SBD‑Ni为染料敏化剂的染料敏化太阳能电池的光伏性能测试表现出较好的效果：光电转换效率分别为9.05％、8.21％、6.83％、6.26％，其热分解温度均达到了175℃以上，热稳定性良好，这将在染料敏化太阳能电池的发展应用方面具有一定的前景；

技术领域

本发明涉及四种D-A’-(π-A)₂型聚合烷基化水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SBD-Cd、BDTT-SBD-Zn、BDTT-SBD-Cu、BDTT-SBD-Ni及其制备方法与应用其为染料敏化太阳能电池(DSSCs)中作染料敏化剂的用途，是对染料敏化太阳能电池(DSSCs)中光电敏化材料的研发与应用，属于新材料中的光电材料领域。

背景技术

染料敏化太阳能电池以其相对较低的成本和较好的光伏性能而成为研究的热点，研究人员发现在D-π-A结构的基础上引入辅助电子配体A’的D-A’-π-A结构，增加一个辅助受体A’，可以达到降低电荷复合的目的，从而提高其光电流，进而得到一个更高的效率，相比纯有机染料，有机金属光敏剂由于金属离子的引入，大大改善了敏化剂光、热及化学稳定性，也能通过改变配位的金属原子调节染料分子的HOMO能级和LOMO能级，因金属配合物有很强的吸拉电子能力，并能通过调节配位键强度来调节吸电子能力，而达到染料分子优良的推拉电子平衡。本发明研究用金属配合物代替苯并噻二唑等有机化合物做D-A’-π-A型染料敏化剂的辅助受体A’，并通过聚合扩大分子共轭平面性，设计与制备了四种D-A’-(π-A)₂型聚合烷基化水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SBD-Cd、BDTT-SBD-Zn、BDTT-SBD-Cu、BDTT-SBD-Ni，表现出较好的光伏性能。

发明内容

本发明的目的为提供和制备以苯并噻二吩联二噻吩衍生物BDTT为电子给体(D)，以烷基化的水杨醛席夫碱衍生物为主配体与金属配位形成的配合物为辅助电子受体(A’)，以2-氰基-3-(8-羟基喹啉-5-基)丙烯酸与金属配位形成π桥、受体(A)和锚定基团，通过Heck反应将给体(D)和配合物受体部分[-A’-(π-A)₂]连接而合成的四种D-A’-(π-A)₂型聚合烷基化水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SBD-Cd、BDTT-SBD-Zn、BDTT-SBD-Cu、BDTT-SBD-Ni，并应用作为染料敏化太阳能电池中的染料敏化剂，该类金属配合物具有良好的光电转换效率和热稳定性，基于以BBDTT-SBD-Cd、BDTT-SBD-Zn、BDTT-SBD-Cu、BDTT-SBD-Ni为染料敏化剂的染料敏化太阳能电池的光电转化效率分别达到了9.05％、8.21％、6.83％、6.26％，其结构通式如下：

四种D-A’-(π-A)₂型聚合烷基化水杨醛席夫碱衍生物合金属配合物BDTT-SBD-Cd、BDTT-SBD-Zn、BDTT-SBD-Cu、BDTT-SBD-Ni的制备方法：

(1))5-氯甲基水杨醛的制备：

称取多聚甲醛至三口瓶中，沿壁迟缓加入大量的浓盐酸，待搅拌均匀后，缓慢滴加水杨醛，多聚甲醛和水杨醛的摩尔比为1.8∶1.0～2.2∶1.0，室温搅拌反应36～72h，过滤得到粗产物白色固体，依次用饱和碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤至中性后放置干燥箱干燥，粗产物用石油醚重结晶多次，得到白色针状固体5-氯甲基水杨醛；

(2)5-乙烯基水杨醛的制备：