專利名稱：芳炔類有機染料以及其制備方法和應用、染料敏化太陽能電池及其制備方法
技術領域：
本發明屬于太陽能電池材料及其合成技術領域，尤其涉及一種芳炔類有機染料、中間體及其制備方法和在制備染料敏化太陽能電池上的應用。
背景技術：
目前，隨著能源需求的不斷擴大和化石能源的不斷消耗，替代能源的開發越來越受到人們的關注。各種新能源開發的方案中，太陽能以其環保、可再生、能量蘊藏大等多方面的優勢顯示出巨大的優越性。自從1991年Gratzd小組報道了高效染料敏化納米晶太陽能電池所取得的突破性工作，染料敏化太陽能電池受到廣泛的關注。基于釕配合物的染料敏化太陽能電池的光電轉換效率可達11%，但由于其價格高昂、污染較大等方面的缺點限制了它的實際應用。與之相比，無金屬的有機染料具有成本低、更為環保和更易調控的特點，成為近年該領域的熱點。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種芳炔類有機染料，其結構骨架為芳炔基化合物。與此同時，本發明還提供用于制備該芳炔類有機染料的中間體。另外還相應提供前述芳炔類有機染料及其各中間體的制備方法。本發明的另一目的是提供該芳炔類有機染料在制備染料敏化太陽能電池上的應用，并基于該應用提供了結構簡單、性能優良、光電轉化效率高的染料敏化太陽能電池以及該染料敏化太陽能電池的制備方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種芳炔類有機染料，所述芳炔類有機染料的結構通式如下式(I)所示
權利要求
1.一種芳炔類有機染料，其特征在于所述芳炔類有機染料的結構通式如下式(I)所示
2.根據權利要求I所述的芳炔類有機染料，其特征在于所述亞苯基為1，4_亞苯基。
3.根據權利要求2所述的芳炔類有機染料，其特征在于所述Ar1為取代的1，4_亞苯基，且所述Ar1中亞苯基上的至少一個位置被烷基或烷氧基取代，所述烷基、烷氧基分別為含碳I 10的烷基和含碳I 10的烷氧基。
4.根據權利要求2所述的芳炔類有機染料，其特征在于所述Ar2為取代的1，4_亞苯基，且所述Ar2中亞苯基上的至少一個位置被醛基、氰基或羥基取代。
5.根據權利要求I所述的芳炔類有機染料，其特征在于所述R為取代的苯基，且所述R中苯基上的至少一個位置被含碳I 3的烷基或含碳I 3的烷氧基取代。
6.根據權利要求I 5中任一項所述的芳炔類有機染料，其特征在于，所述芳炔類有機染料的分子結構式如下式(2)所示
7.—種如權利要求I 6中任一項所述的芳炔類有機染料的制備方法，包括以下步驟 (1)在惰性氣體保護下，將化合物a和1，4二碘取代的芳香化合物按I : (2 3)的摩爾比混合后溶于甲苯-二異丙胺溶液中，同時按1% 10%的摩爾百分數添加催化劑，25°C 80°C下充分反應完全，經萃取、洗滌、干燥、過濾，除去溶劑，柱層析得到化合物b ;所述化合物a的化學式為
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于所述催化劑為四(三苯基膦)鈀和Cul，所述四(三苯基膦)鈀和CuI的物質的量的比為I : (I 2);所述萃取中用到的萃取劑為二氯甲烷；所述洗滌中用到的洗滌劑為飽和氯化鈉溶液；所述干燥中用到的干燥劑為無水硫酸鈉。
9.一種如權利要求I 6中任一項所述的芳炔類有機染料在制備染料敏化太陽能電池中作為敏化劑的應用。
10.一種染料敏化太陽能電池，所述太陽能電池主要由1102納米晶薄膜電極、鉬對電極和電解質溶液組裝而成，電極間的空隙中填充有熱熔沙林薄膜，所述太陽能電池外覆蓋有玻璃片，其特征在于所述TiO2納米晶薄膜電極主要由吸附了權利要求I 6中任一項所述芳炔類有機染料的TiO2納米晶薄膜組成。
11.一種如權利要求10所述的染料敏化太陽能電池的制備方法，包括以下步驟 將涂有F-SnO2的玻璃載片用超聲波進行清洗，再用水和乙醇沖洗，在氮氣保護下干燥；然后通過絲網印刷工藝制備得到TiO2納米晶薄膜；該納米晶薄膜經11(14處理之后，再浸入到所述芳炔類有機染料的甲苯溶液中；已經吸附了所述芳炔類有機染料的TiO2納米晶薄膜作為TiO2納米晶薄膜電極，其與鉬對電極一起組裝成太陽能電池的電極組件，將熱熔沙林薄膜填充到電極間的空隙中，再在所述鉬對電極上滴電解質溶液，所述電解質溶液為含有.O.I 2. Omol .171 I，2-二甲基-3-正丙基咪唑碘鹽、O. 05 O. 5mol .171碘化鋰、O. 01 O.Imol · Γ1碘和O. I 2· Omol · Γ1 4-叔丁基吡啶的乙腈溶液，所述電解質溶液借助毛細作用并通過鉬對電極上的小孔進入到所述電極組件中；最后用熱熔沙林薄膜封住小孔，并蓋上一層薄玻璃片，得到染料敏化太陽能電池
全文摘要
本發明公開了一種芳炔類有機染料，其結構通式如下式所示。該有機染料的制備方法包括以下步驟將化合物a和1，4二碘取代的芳香化合物溶解，添加催化劑反應并經萃取等處理后得b，再依次將b和三甲基硅基乙炔反應合成c；將c和碳酸鉀反應合成d；將d和9，10-二鹵代蒽反應合成e；將e和三甲基硅基反應合成f；將f和碳酸鉀反應合成g；將g和1，4二碘取代的芳香化合物反應合成h；將h和三甲基硅基乙炔反應合成i；將i和碳酸鉀反應合成j；將j和3-碘苯甲酸反應合成得芳炔類有機染料。該芳炔類有機染料可應用于制備結構簡單、性能優良、光電轉化效率高的染料敏化太陽能電池。
文檔編號H01G9/20GK102627868SQ201210063290
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者俞憲, 安德烈, 方敬坤, 楊鑫 申請人:長沙礦冶研究院有限責任公司