[發(fā)明專利]釕金屬絡(luò)合物及用此絡(luò)合物制作的光電組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810161990.1
• 申請(qǐng)日: 2008-10-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101712694A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶霖;尹大中;周德綱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 明德國(guó)際倉(cāng)儲(chǔ)貿(mào)易(上海)有限公司
• 主分類號(hào): C07F15/00
• 分類號(hào): C07F15/00;H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長(zhǎng)興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種釕金屬絡(luò)合物及用此絡(luò)合物制作的光電組件，特別 是一種適用于染料敏化太陽(yáng)能電池(Dye-Sensitized?Solar?Cell，DSSC)的釕 金屬絡(luò)合物及染料敏化太陽(yáng)能電池。

背景技術(shù)

隨著人類文明發(fā)展，全球面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)及環(huán)境污染等問(wèn)題，以 光電太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能直椄轉(zhuǎn)變成電能，是解決全世界能源危機(jī)及降低 環(huán)境污染的重要方法之一；其中染料敏化太陽(yáng)能電池以其制造成本低、可 制成大面積、可撓性、透光性可用于建筑物上等優(yōu)異特性，而成為一種有 前景的新型太陽(yáng)能電池。

近年，等人發(fā)表一系列染料敏化太陽(yáng)能電池相關(guān)文獻(xiàn)(例如 O’Regan，B.；，M.Nature1991，353,737)，顯示染料敏化太陽(yáng)能電池 具有實(shí)用性。一般而言，染料敏化太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)包括有陰/陽(yáng)電極、納 米二氧化鈦、染料及電解質(zhì)；染料敏化太陽(yáng)能電池中的染料對(duì)電池效率有 關(guān)鍵性的影響，理想的染料要具有可以吸收較大范圍的太陽(yáng)光譜、高摩爾 吸收系數(shù)(absorption?coefficient)、高溫安定性及光安定性等。

實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了一系列的釕絡(luò)合物作為染料敏化太陽(yáng)能電池中 的染料。1993年Grtzel實(shí)驗(yàn)室發(fā)表使用N3染料所制備的染料敏化太陽(yáng)能電 池，其效率達(dá)10.0％(AM1.5)。N3染料的單波光光電流轉(zhuǎn)換效率(IPCE)值 在400nm～600nm范圍可達(dá)80％，而其后所開(kāi)發(fā)的數(shù)百種染料絡(luò)合物，其效 能測(cè)試皆無(wú)法超越N3染料。N3染料的結(jié)構(gòu)如下式(a)所示。

直至2003年實(shí)驗(yàn)室發(fā)表使用N719染料所制備的染料敏化太陽(yáng) 能電池，其效率提升到10.85％(AM1.5)。N719染料的結(jié)構(gòu)如下式(b)所示。

而后2004年同實(shí)驗(yàn)室發(fā)表使用黑染料(Black?dye)所制備的染料敏化太 陽(yáng)能電池，其效率則達(dá)到11.04％(AM1.5)。黑染料可強(qiáng)化紅光區(qū)和紅外光 區(qū)的光譜應(yīng)答，從而提升染料敏化太陽(yáng)能電池的效能。黑染料的結(jié)構(gòu)如下 式(c)所示。

除了實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的N3染料、N719染料與黑染料等相關(guān)系列的 釕絡(luò)合物之外，其它類似的有鉑絡(luò)合物、鋨絡(luò)合物、鐵絡(luò)合物、銅絡(luò)合物... 等等。但是經(jīng)過(guò)許多研究顯示釕絡(luò)合物的效率仍為較佳。

由于染料敏化太陽(yáng)能電池中的染料對(duì)電池效率有關(guān)鍵性的影響。因 此，尋找可以提高染料敏化太陽(yáng)能電池效率的染料分子，是改善染料敏化 太陽(yáng)能電池效率的重要方法之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新穎釕金屬絡(luò)合物，其適用于染料敏化太 陽(yáng)能電池，可以增加染料敏化太陽(yáng)能電池的光電效率。

本發(fā)明的另一目在于提供一種染料敏化太陽(yáng)能電池，其有較高的光電 效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的釕金屬絡(luò)合物，其結(jié)構(gòu)如下式(I)：

RuL₂(NCS)₂A_m??????(I)

其中

L為2，2’-雙吡啶-4，4’-二甲酸(2，2’-bipyridyl-4，4’-dicarboxylic?acid)、 2，2’-雙吡啶-4，4’-二磺酸(2，2’-bipyridyl-4，4’-disulfonic?acid)或2，2’-雙吡啶 -4，4’-二磷酸(2，2’-bipyridyl-4，4’-diphosphonic?acid)；

A為N⁺R₁R₂R₃R₄、

其中，R₁為C_5-20烷基(alkyl)、苯基(phenyl)或苯甲基(benzyl)，R₂、R₃、 及R₄各自獨(dú)立分別為C_1-20烷基、苯基或苯甲基，R₅、R₆、及R₇各自獨(dú)立分 別為C_1-20烷基；

m為1至4的整數(shù)。