[發明專利]一類苊并吡嗪染料及其在染料敏化太陽能電池上的應用

無效

• 申請號: 200910010809.1
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101514262A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 崔京南;孔志霞;楊翠翠;馬廷麗;周慧芝;孫立成
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09B57/00
• 分類號: C09B57/00;H01G9/20;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 大連星海專利事務所
• 代理人: 王樹本

1.一類用于染料敏化太陽能電池的苊并吡嗪染料，其特征是，具有以下結構通式：

其中，m為0～1的整數；A、B中一個為羧基時，另一個為氫或羧基；

式中：X₁為C₁～C₄的直鏈烷基。

2.根據權利要求1所述用于染料敏化太陽能電池的苊并吡嗪染料的用途，其特征在于染 料敏化太陽能電池的結構、制備步驟和電池性能測試為：

(1)染料敏化太陽能電池的結構：

染料敏化太陽能電池主要由光陽極、光陰極及它們的基板和電解質組成；光陽極與光陰極 基板的材料為導電玻璃、覆有導電膜的透明塑料；光陽極基板工作區域一側設有納米多孔Ti0₂薄膜，并浸漬有苊并吡嗪染料；光陰極基板工作區域一側設有催化劑層；光陽極和光陰極相 對間隔設置，周邊用密封材料密封形成密閉的腔體，腔體內填充有電解質；

(2)染料敏化太陽能電池的制備步驟：

a.導電玻璃的預處理：將導電玻璃依次在去油劑、無水乙醇、和去離子水中用超聲波 充分清洗，烘干備用；

b.染料溶液的配制：將權利要求1所述的苊并吡嗪染料溶于乙腈和叔丁醇的體積比為 1∶1的混合溶劑，配制成5×10^-4mol/L溶液；

c.電解質溶液的配制：用絕對干燥的乙腈配制的含有0.6M四丁基碘化銨，0.1M?LiI， 0.05M?I₂和0.5M對叔丁基吡啶的溶液；

d.光陽極的制備：在經過預處理的光陽極基板上，通過絲網印刷制備面積為0.2cm²， 厚度為18～20μm的納米多孔TiO₂薄膜材料，并在450℃下保持30分鐘后緩慢降溫；

e.光陽極的敏化：在室溫下將納米多孔TiO₂薄膜層浸漬在權利要求1所述的苊并吡嗪 染料溶液中，浸漬24小時，得到經過均勻吸附染料而敏化的光陽極；

f.光陰極的制備：在經過預處理的光陰極基板上，通過熱分解法鍍上Pt做催化劑層；

g.密封：在電極的周邊位置，通過印刷、噴涂、或擠壓把密封材料均勻置于設定位置， 再將兩電極基板合上并密封；

h.將上述電解質通過真空或者手工方法注入，密封，制得染料敏化太陽能電池；

(3)電池性能測試：從電池的光陽極和光陰極分別引出導線，接到電池性能測試裝置上， 電池的工作面積為0.2cm²，用太陽光模擬器模擬太陽光，將光強度調節至100mW/cm²測得 的光電轉化效率為0.94～3.68％，短路電流為2.87～8.58mA/cm²，開路電壓為0.524～0.703mV， 填充因子為0.623～0.704。