具蒽发色团有机光电分子砌块的合成文献综述

 2022-11-10 11:37:53

具蒽发色团有机光电分子堆砌的合成

有机太阳能电池主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料,以光伏效应而产生电压形成电流,实现太阳能发电的效果[1]。其中具有光敏性质的有机物,即有机电致发光材料,多数是建立在pi;共轭体系上的,其中具有代表性的为具蒽发色团有机化合物,其具有较强的pi;共轭体系,所以具蒽发色团有机化合物是目前性能很好的电致发光材料。因此,研究具蒽发色团有机光电分子堆砌的合成一直是学者们关注的热点之一。

1 研究背景

1.1有机太阳能电池的发展

随着全球能源储量减少以及环境污染问题的日益严重,现代社会的发展需要更多低污染且丰富可持续的能源。随着不可再生能源储量的日益减少,人类将来对能源需求的满足将主要来自于可再生能源。由于太阳能蕴藏着巨大的能量,对其进行有效利用有着重大的意义,因此利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能是利用太阳能最有效的办法[2]

与无机硅太阳能电池的光电转换效率相比,有机太阳能电池的光转换效率仍停留在比较低的水平上。因此,有机太阳能电池的研究核心是如何提高电池的光电转换效率。通过设计合理的器件结构、改善界面形貌、提高聚合物晶化程度等方法,有机太阳能电池的光电转换效率得到了很大的提高[3]。为了更有效的利用太阳光中的红外部分,目前对窄带隙聚合物有机半导体的研究也开始引起人们的关注,成为有机太阳能电池的一个新的热点,通过采用苯并二噻吩类窄带隙聚合物,UCLA 的Yang Yang小组制备了光电转换效率超过7%的有机太阳能电池[4]。1991年,Lee C W[5]提出了一种新型的使用羧酸联吡啶(Ⅱ)配合物敏化二氧化钛多孔纳米光阳极的光伏电池-染料敏化太阳能电池(Dye Sensitized Solar Cell,DSSC),为光电化学电池的发展带来了革命性的创新[6]。虽然目前硅基太阳能电池已经商品化,但是相对于普通的硅基太阳能电池,染料敏化太阳能电池( DSSC) 具有低生产成本及环保的优良特性,因此引起人们越来越多的关注[7]

1.2染料敏化太阳能电池的工作原理

太阳光照射在染料敏化太阳能电池上时,染料分子中的基态电子被激发,激发态染料分子将电子注入到纳米多孔半导体的导带中,注入到导带中的电子迅速富集到导电玻璃面上,传向外电路,并终回到对电极上。而由于染料的氧化还原电位高于氧化还原电解质电对的电位,这时处于氧化态的染料分子随即被还原态的电解质还原。然后氧化态的电解质扩散到对电极上得到电子再生,如此循环,即产生电流。电池的大电压由氧化物半导体的费米能级和氧化还原电解质电对的电位决定[8]

2 对亚苯基亚乙炔基类化合物的合成方法及研究进展

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