敏化染料太陽能電池的研究

《敏化染料太陽能電池的研究》是依託南京大學，由鄭和根擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：敏化染料太陽能電池的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄭和根
• 依託單位：南京大學

項目摘要

利用我們設計的配體合成含銅、鐵、鋅、稀土配位化合物作為染料組裝太陽能電池。通過修飾配合物的結構來提高染料的吸收光譜與太陽光譜的匹配性，最佳化染料與二氧化鈦表面的鍵合方式，使製備的原型電池的光電轉化效率提高。創新之處：（1）對含銅、鐵、鋅、稀土等染料的光電性質進行詳細的研究，有關這方面的研究國內外剛剛起步。（2）在染料中引入新型的D-A型長鏈共軛分子，通過調控共軛長度來增強染料的吸收光譜與太陽光譜的匹配性。重點解決的關鍵問題是通過對染料進行結構最佳化使其獲得較高的轉化率和提高實驗室電池（原型電池）的穩定性。

結題摘要

近年來，染料敏化太陽能電池以其潛在的低成本，較高的光電轉換效率等優勢，越來越受到重視。染料敏化劑在染料敏化太陽能電池的捕捉太陽光子，注入電子到光陽極材料等諸多過程中扮演著重要角色。三苯胺類染料由於具有較強的給電子能力和空穴傳輸效率，受到世界範圍內研究者們的廣泛關注。我們提出了採用雜環基三苯胺基團作為電子供體的染料，並將其套用於高效染料敏化太陽能電池的方法。我們設計合成了一系列三苯胺類染料，測定了它們的光電性能；並探討了一系列性質來解釋不同染料的性能差異。 取得的主要成績如下：1. 設計合成了一系列新型的雜環基三苯胺類染料，系統研究了其性質性能。在SCI雜誌上發表論文2篇，其中影響因子在3.0以上的論文2篇。 2. 研製出了成本低廉、環境友好、高光電轉換效率的染料敏化太陽能電池器件。在AM 1.5G的標準太陽光下，最高光電轉換效率達到了6.36%。 3. 選擇合成了一些新型的含多個吡啶基、咪唑基的有機配體，這些配體和一價金屬鹽及四硫代鉬酸鹽（鎢酸鹽）反應合成目標化合物，一系列的原子簇聚合物晶體結構得到了解析。在合成多核原子簇合物的同時，我們選擇多酸配體也得到了一些一維和多維的多核配合物。 4. 帶本基金號的論文共51篇（其中2013年的5篇），其中影響因子在3.0以上的論文40篇。其中J. Am. Chem. Soc. 1篇；Chem. Commun. 7篇；Chem. Eur. J. 1篇；Cryst. Growth & Des. 13篇，CrystEngComm. 5篇；Phys. Chem. Chem. Phys. 2篇。