[0118]
[0119] 取紫质化合物[12] ((λ 128毫摩尔）溶于THF(10毫升），注入TBAF(1M于THF，L 28 毫升），室温下搅拌60分钟，加入少许H20终止反应，再以H20和012(：1 2进行萃取，收集有机 层，使用无水硫酸镁除水，最后浓缩去除溶剂，可得紫质化合物[13]，直接进行下一步反应。
[0120] 加入 4-bromobenzoic acid (0· I28 毫摩尔）、N-(4-bromophenyl)-N-phenylben zenamine(0· 128 毫摩尔）、Pd2(dba)3(0. 038 毫摩尔）及 AsPh3(0. 32 毫摩尔），依序注入 THF (15毫升）与NEt3 (3毫升），加热至80°C反应约6小时，缓慢冷却至室温，浓缩去除溶剂， 使用管柱层析法CH2Cl2/MeOH(体积比20 : 1)作为冲提液纯化，可得绿色固体紫质化合物 [Ph3N-D]〇
[0121] 经鉴定、分析该固体紫质化合物[Ph3N-D]，结果如下：1H NMR(d-THF，400 MHz) δ 9. 79(m，6H)，9· 61 (m，6H)，8· 29(d，2H)，8· 21 (d，2H)，8· 11 (d，1H)，7· 96(d，1H)，7· 64(t， 2H)，7· 54(t，1H)，7· 39(t，2H)，7· 26(d，2H)，7· 15(t，1H)，5· 07-5. 04(m，4H)，1· 37-1. 31 (m， 28H) ,0. 92-0. 86(m, 10H)。
[0122] 实施例8 :SNC4_D的合成
[0123]
[0124] 取紫质化合物[12] ((λ 108毫摩尔）溶于THF(10毫升），注入TBAF(1M于THF，L08 毫升），室温下搅拌60分钟，加入少许H20终止反应，再以H20和012(：1 2进行萃取，收集有机 层，使用无水硫酸镁除水，最后浓缩去除溶剂，可得紫质化合物[13]，直接进行下一步反应。
[0125] 加入 4-bromobenzoic acid (0· 108 毫摩尔）、Pd2 (dba) 3 (0· 032 毫摩尔）及 AsPh3 (0· 27 毫摩尔），再加入 3-brom〇-10-butyl-10H-phenothiazine (0· 108 毫摩尔）与 THF 的混合液（15毫升），最后注入NEt3 (3毫升），加热至80°C反应约6小时，缓慢冷却至室温， 浓缩去除溶剂，使用管柱层析法CH2Cl2/MeOH(体积比15 : 1)作为冲提液纯化，可得绿色固 体紫质化合物[SNC4-D]。
[0126] 经鉴定、分析该固体紫质化合物[SNC4-D]，结果如下：1H NMR(d_THF，400 MHz) δ 9· 80 (m，4H)，9· 56 (m，4H)，8· 32 (d，2H)，8· 20 (d，2H)，8· 12 (d，2H)，7· 63 (t，2H)，7· 54 (d， 2Η)，6· 95 (s，1Η)，4· 98 (s，4Η)，1· 60-1. 56 (m，6Η)，1· 33-1. 25 (m，31Η)，0· 93-0. 89 (m，10Η)。
[0127] 实施例9 :S_A染料的合成
[0128]
[0129] 取紫质化合物[12] ((λ 173毫摩尔）溶于THF(10毫升），注入TBAF(1M于THF，L 73 毫升），室温下搅拌60分钟，加入少许H20终止反应，再以H20和012(：1 2进行萃取，收集有机 层，使用无水硫酸镁除水，最后浓缩去除溶剂，可得紫质化合物[13]，直接进行下一步反应。
[0130] 加入 5-bromothiophene-2-carboxylic acid (0· 173 毫摩尔）、Pd2 (dba) 3 (0· 052 毫 摩尔）及 AsPh3 (0· 43 毫摩尔），再加入 N，N-dihexyl-4-iodobenzenamine (0· I73 毫摩尔） 与THF的混合液（25毫升），最后注入NEt3 (5毫升），加热至80°C反应约6小时，缓慢冷却 至室温，浓缩去除溶剂，使用管柱层析法CH2Cl2/MeOH(体积比18 : 1)作为冲提液纯化，可 得绿色固体紫质化合物[S-A]。
[0131] 经鉴定、分析该固体紫质化合物[S-A]，结果如下：1H NMR (d-THF，400MHz) δ 9· 76 (d，2H)，9· 65 (d，2H)，9· 57 (d，2H)，9· 52 (d，2H)，7· 89 (d，2H)，7· 76 (d，2H)，6· 91 (d， 2Η)，5· 01 (s，4Η)，3· 50 (t，4Η)，1· 83 (m，6Η)，1· 57 (m，6Η)，1· 46-1. 31 (m，36Η)，1· 02-0. 89 (m， 12Η)。
[0132] 染料敏化太阳电池的性质测试
[0133] 以实施例2、3、4、5的紫质化合物染料，制作成染料敏化太阳电池，并进行光电转 换效率比较。制作成染料敏化太阳电池的条件如下：
[0134] (1)工作电极的制备：取FT0玻璃经TiCl4前处理，先涂布Ti02颗粒20nm厚度 16 μ m，再涂布散射层Ti02颗粒300nm厚度5 μ m，缓慢升温至490°C进行烧结，制作成电池 组件活化面积为〇. 283cm2的工作电极。
[0135] (2)Pt对电极的制备：在FT0玻璃基板上涂布H2PtCl6溶剂并在高温400°C下烧结 20分钟制作成Pt对电极。
[0136] (3)提供以实施例2、3、4、5的紫质化合物染料各自配制而成0.4mM紫质染料，再与 0. 8mM的共吸附剂⑶CA(chenodeoxycholic acid)溶于THF制成实施例2、3、4、5的紫质的 染料溶液，再将工作电极于室温25°C环境下浸泡于该些染料3小时。
[0137] (4)电解质条件：将 0.05M 的 LiI、0.03M 的 Ι2、1·0Μ 的 DMII(1， 3-dimethylimidazolium iodide)与 0· 5M 的 TBP(4-tert-butylpyridine)均匀溶解于乙臆 制作成电解质。
[0138] (5)使用厚度60 μ m的Surlyn (S0LAR0NIX)热塑膜作为封装膜（sealant)，将浸泡 染料后的工作电极与Pt对电极经由热压的方式连结在一起，再将电解质溶液注入两片电 极之间的空隙，最后以UV胶完成封装。
[0139] (6)使用条件为 AMI. 5、100mW/cm2 的太阳光源仿真器（Yamashita Denso, YSS-100A)量测各实施例的电池组件I-V曲线与光电转换效率。光转换效率测试结果，如表 1。各实施例的短路电流（Jsc)、开路电压（Voc)、填充因子（FF)、及光电转换效率（η)的测 量结果。
[0140] (7)模拟不同的太阳光强度所量测的光转换效率，如表2。
[0141] 此外，并非所有紫质染料在50%弱光强度及10%弱光强度下的光转换效率的成 长幅度都会愈来愈大，比对染料YD2-0-C8的文献"Porphyrin-Sensitized Solar Cells with Cobalt(II/III)-Based Redox Electrolyte Exceed 12 Percent Efficiency"， Science，2011，334,629-634,无论在50%或10%的模拟太阳光强度下，本发明实施例2的 染料敏化太阳能电池在10 %的模拟太阳光强度下，其电池光转换效率甚至比100 %的模拟 太阳光强度下可增加近2倍，而其他紫质染料并未显现出相似的特性，如表3比较表。
[0142] 不同的紫质化合物染料在不同的太阳光强度的光转换效率，以太阳光强度100% 为1，计算出不同太阳光强度的光转换效率与100%太阳光强度光转换效率的成长倍数，显 示本发明的染料在弱光下条件下其电池的光转换效率成长倍数更佳。
[0143] 虽然本发明已以数个较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本发明，本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范 围应当以申请的权利要求范围所界定的内容为准。
[0144] 表1、不同染料实施例的光转换效率
[0146] 表2、不同实施例染料在不同的太阳光强度的光转换效率
【主权项】
1. 一种锋紫质光敏染料，具有结构如下：Li及L2各自独立地选自于Ri选自于Ce2。直链或含支链的烷基组群，R2选自C。2。直链或含支链的烷基组群，R4选自C1 2。 直链或支链的烷基组群，R3与R5各自独立地选自Ci2。直链或含支链的烷基或烷氧基组群， γ?为C3 2。环焼姪，其中a与b各自为0或1至5的整数；R6至Rii各自独立地选自Cl1。烷基，χ?为N、0、S或Se，其中c、t与e各自为0或1至5的整数；A选自3 Zi、Z2各自独立地选自于氨、碱 I. 金属、或四级倭基，X2为N、0、S、或Se，该四级倭基为-N巧12)4,其中护为C11。烷基。2. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，Ri为Ce1。直链或含支链的烷基组群。3. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：4. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：5. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：6. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，具有结构如下：7. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：8. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：9. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：.010. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：11. 根据权利要求1所述的锋紫质光敏染料，其中，具有结构如下：12. -种光电转换装置，包含权利要求1至11中任一项所述的锋紫质光敏染料。13. 根据权利要求12所述的光电转换装置，其中，包括有机发光二极管、有机太阳能组 件或染料敏化太阳能电池。
【专利摘要】一种锌紫质光敏染料具有结构如下：L1及L2各自独立地选自于或其中，R1选自于C5-20直链或含支链的烷基组群，R2选自C0-20直链或含支链的烷基组群，R4选自C1-20直链或支链的烷基组群，R3与R5各自独立地选自C1-20直链或含支链的烷基或烷氧基组群，Y1为C3-20环烷烃，a和b各自为0或1至5的整数；D选自于或R6至R11各自独立地选自C1-10烷基，X1为N、O、S或Se，c、d、和e各自为0或1至5的整数；A选自于或Z1与Z2各自独立地选自于氢、碱金属、或四级铵基，X2为N、O、S、或Se，四级铵基为-N(R12)4，R12为C1-10烷基。上述染料可应用于光电转换装置。<!-- 2 -->
【IPC分类】C09B47/00, C07D487/22, H01G9/20, H01L51/54, H01L51/46, H01G9/042
【公开号】CN105315699
【申请号】CN201510001829
【发明人】张书哝, 李佳桦, 童永梁
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年1月5日
【公告号】US20160009921