[發明專利]光電轉換多金屬氧酸鹽/混合半菁染料薄膜

有效

• 申請號: 201310603547.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103594759A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 高麗華;王克志;陳希
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: H01M14/00
• 分類號: H01M14/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無機-有機自組裝薄膜，尤其涉及一種由多金屬氧酸鹽和混合半菁染料自組裝的無機/有機雜化薄膜。

背景技術

在當今全球化石能源頻頻告急的現狀下，太陽能電池作為新能源產業之一，有著巨大的開發應用潛力。如今，提高效率和降低成本已經成為當前太陽能電池研發工作的兩大核心問題。晶體硅太陽能電池技術發展已較為成熟，但其高成本、高能耗、高污染等環境問題也尤為突出，相比之下，有機-無機雜化薄膜材料具有成本低，生產工藝簡單，光電轉換效率相對較高，并且環境友好等優勢，因此越來越受到人們的重視。

半菁染料在可見區吸收強，結構易于調控，并且容易地通過改變分子結構來改變染料的光電化學性能，因此是一類備受關注的光電轉換材料，通過篩選合適的半菁染料進行混合后可以擴展它們在可見區的吸收范圍，從而有利于提高光電轉換效率。多金屬氧酸鹽是一類金屬氧簇合物，具有獨特的、豐富的結構和優良的物理化學性質使其在催化、醫藥和材料化學等領域具有廣闊的應用前景，并且它們的多樣化的結構和尺寸十分適于作為構筑有機-無機雜化材料的構筑單元。

近年來，我們對半菁染料和多金屬氧酸鹽雜化薄膜的光電轉換性質的研究發現，多金屬氧酸鹽可以在電極和半菁染料之間起到了良好的電子傳遞的作用，從而增強了薄膜材料的光電轉換性質(Lihua?Gao，Qingling?Sun，Kezhi?Wang，Photoelectrochemical?properties?of?a?series?of?electrostatically?self-assembled?films?based?on?sandwich-type?polyoxometalates?and?a?bichromophore?hemicyanineDye，Journal?of?Colloid?and?Interface?Science2013，393，92-96.Lihua?Gao，Qingling?Sun，Jianmin?Qi，Xiaoyan?Lin，Kezhi?Wang.Enhanced?photocurrent?generation?from?an?electrostatically?self-assembled?film?of?sandwich-type?tetracadmium(II)tungstophosphorate/hemicyanine，Electrochimica?Acta，2013，92，236-242.Lihua?Gao，Qingling?Sun，Xiaoyan?Lin，Jianmin?Qi，Kezhi?Wang?Photoelectrochemical?properties?of?three?inorganic/organic?hybrid?films?formed?from?sandwich-type?tetrazinc(II)tungstophosphorate?and?hemicyanines?with?varied?alkyl?chain?lengths，Colloids?and?Surfaces?A：Physicochemical?and?Engineering?Aspects，2013，423，162-169.)。但有關混合的半菁染料與多金屬氧酸鹽組裝的具有光電化學活性的薄膜材料未見報道。

發明內容

本發明的目的是制備一種光電轉換多金屬氧酸鹽/混合半菁染料薄膜。

本發明的技術方案如下：首先，將經過清洗、硅烷化后的基片分別浸入到pH=2的多金屬氧酸鹽水溶液中1小時，取出用蒸餾水洗凈，吹干；再浸入到兩種不同比例半菁衍生物的混合溶液中1h，用蒸餾水洗凈，吹干，制得一層多金屬氧酸鹽/混合半菁染料薄膜；循環上述步驟，根據需要可制備多層多金屬氧酸鹽/混合半菁染料薄膜。

本發明采用的多金屬氧酸鹽為K₅[BW₁₂O₄₂]。

本發明采用的半菁染料分別為溴化(E)-1，1′-(1，3-丙基)雙(4-((E)-2-(4-(二甲氨基)1-萘基)乙烯基)吡啶)(簡寫為N³)和溴化(E)-1，1′-亞甲基雙(4-(4-(二甲氨基)苯乙烯基)吡啶)(簡寫為C¹)的混合物，結構式如下，混合的比例為物質的量比分別為1：1，1：2和2：1。

本發明制備的三個多金屬氧酸鹽/混合半菁染料薄膜是首次制備的。薄膜中的半菁染料和多金屬氧酸鹽通過靜電作用結合，在導電玻璃上組裝的薄膜具有光電轉換性質。

附圖說明