嗯挫、嚷挫、异嗯挫、异嚷挫、嗯二挫、嚷二挫、化挫、咪挫、S挫、四挫、吗隙、苯并 巧喃、苯并嚷吩、苯并嗯挫、苯并嚷挫、苯并嗯二挫、苯并嚷二挫、苯并化挫、苯并咪挫、苯并 S挫、S挫化晚、S挫喀晚、香豆素。
[0051] 术语S烷基-或立芳基-甲娃烷基"指的是含有立个打-如烷基或立个〔6-加芳基 的娃烷基团。=烷基-或=芳基-甲娃烷基的具体实例是甲基甲娃烷基、=乙基甲硅烷 基、二己基甲娃烷基、二-十^烷基甲娃烷基、^甲基十^烷基甲娃烷基、二苯基甲娃烷基、 甲基二苯基甲娃烷基、二甲基糞基甲娃烷基。
[0052] 术语"烷氧基或芳氧基"指的是具有连接到Ci-Cu烷基或C6-C12芳基上的氧原子的 基团。烷氧基或芳氧基的具体实例是：甲氧基、乙氧基、丙氧基、T氧基、异下氧基、2-乙基己 氧基、苯氧基、节氧基、糞氧基。
[0053] 术语"硫代烷氧基或硫代芳氧基"指的是具有连接到Ci-Cu烷基或C6-C12芳基上的 氧原子和硫原子的基团。硫代烷氧基或硫代芳氧基的具体实例是:硫代甲氧基、硫代乙氧 基、硫代丙氧基、硫代下氧基、硫代异下氧基、2-乙基硫代己氧基、硫代苯氧基、硫代节氧基。
[0054] 术语"环"指的是含有环的体系，所述环含有3至12个碳原子，任选含有选自氮、氧、 硫、娃、砸、憐的杂原子。环的具体实例是：甲苯、苯甲腊、环庚=締、环辛二締、化晚、嚷二挫、 化咯、嚷吩、砸吩、叔下基化晚、1，4-二嗯烧。
[0055] 具有通式（I)的有机染料可W通过本领域已知的方法来制备，例如通过烷基漠嚷 吩的格氏试剂和0-0 二漠-低聚嚷吩的儀催化交叉偶联反应，如由Kr&mer J.等人在论文 "Homologous series of regioregular alkyIsubstituted oIigothiophenes up to an 11-mer" ,Tetrahedron(SOOl),第57卷，第3785-3794页中所述；或通过嚷吩基团的 ViIsmaier-Heck甲酯化（formiIation)，如由Roquet S.等人在论文(叮ri曲en}damine-嚷吩 Senevinylene Hybrid Systems with Internal Charge Transfer as Donor Materials for Heterojunction Solar Cells"，Journal of American Chemical Society(2006),第 128卷，第10期，第3459-3466页中所述；或通过甲酯基衍生物与氯基乙酸的反应，如由 Mikroyannidis J.A.等人在论文"Triphenylamine-and benzo嚷二挫-based dyes with multiple acceptors for application in dye-sensitized solar cells"，Journ曰I of Power Sources (2010)，第195卷，第9期，第3002-3010页中所述。
[0056] 按照又一方面，本发明还设及包含至少一种具有通式（I)的有机染料的染料敏化 光电转换元件，所述染料敏化光电转换元件负载在氧化物半导体颗粒上。
[0057] 本发明的光电转换元件可W通过现有技术中制备用于染料敏化太阳能电池 (DSSC)的染料敏化光电转换元件的方法来制备，除了使用具有通式(I)的有机染料。
[0058] 优选地，本发明的光电转换元件通过在基底上形成氧化物半导体薄膜并随后在该 薄膜上负载具有通式(I)的有机染料来制备。
[0059] 该氧化物半导体薄膜在其上形成的基底优选具有导电表面，并且是市售的。优选 地，所述基底可W例如选自：玻璃;透明聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚酸讽或其混合 物。优选地，所述基底可W具有低于或等于1000 Q、更优选低于或等于100 Q的电导率。
[0060] 作为氧化物半导体颗粒，金属氧化物是优选的。优选地，所述氧化物半导体可W例 如选自：二氧化铁、氧化锡、氧化锋、氧化鹤、氧化错、氧化嫁、氧化铜、氧化锭、氧化妮、氧化 粗、氧化饥或其混合物。更优选地，二氧化铁、氧化锡、氧化锋、氧化妮、氧化铜或其混合物也 可W使用，二氧化铁、氧化锋或氧化锡或其混合物可W是甚至更优选的，并且二氧化铁可W 是最优选的。
[0061] 该氧化物半导体粒子可W优选具有1纳米至500纳米、更优选1纳米至100纳米的平 均直径，具有大直径的那些和具有小直径的那些可W混合，或W多层使用。
[0062] 该氧化物半导体薄膜可W通过不同的已知技术来制备，例如:通过喷涂氧化物半 导体颗粒W便直接在基底上形成其薄膜;通过使用基底作为电极电沉积半导体颗粒薄膜； 通过在基底上施加含有通过水解合适的前体如金属面化物或金属醇盐获得的颗粒的半导 体颗粒浆料或糊料（"刮刀"技术)并干燥、固化或烧结。优选地，糊料可W施加在基底上，在 运种情况下，可W通过本领域已知方法在分散介质中分散粒径为1纳米至200纳米的半导体 氧化物颗粒来获得浆料。
[0063] 作为分散介质，能够分散半导体颗粒的那些介质可W没有限制地使用。优选地，所 述分散介质可W例如选自：水;醇，如乙醇；酬，如丙酬、乙酷丙酬;控，如己烧;或其混合物。 水可是优选的，因为其最小化了浆料粘度的变化。任选地，可W使用分散稳定剂W稳定该氧 化物半导体颗粒的分散。优选地，所述分散稳定剂可W例如选自：酸，如乙酸、盐酸、硝酸、丙 締酸;酬，如乙酷丙酬;二醇，如聚乙二醇;醇，如聚乙締醇;或其混合物。
[0064] 浆料在其上施加的基底可W被烧结，烧结溫度可W高于或等于IOCTC、优选高于或 等于200°C。在任何情况下，烧结溫度的上限可W是该基底的烙点或软化点，通常为900°C， 优选600°C。烧结时间可W不受特殊限制，但是优选在4小时内。
[0065] 在基底上的薄膜的厚度可W为1微米至200微米，优选可W为1微米至50微米。该氧 化物半导体薄膜可W经受二次处理。例如，该薄膜可W浸溃在与该半导体相同的金属的醇 盐、氯化物、氮化物或硫化物的溶液中，并干燥或再烧结，由此改善该薄膜的性质。所述金属 醇盐可W例如选自：乙醇铁、异丙醇铁、叔下醇铁、二正下基二乙酷基锡或其混合物。优选 地，可W使用所述金属醇盐的醇溶液。所述金属氯化物可W例如选自：四氯化铁、四氯化锡、 氯化锋或其混合物。优选地，可W使用所述金属氯化物的水溶液。由此获得的氧化物半导体 薄膜可W由氧化物半导体颗粒组成。
[0066] 在薄膜形式的氧化物半导体颗粒上负载有机染料的方法可W没有特殊限制，并且 例如，具有在其上形成的氧化物半导体薄膜的基底可W浸溃在通过将具有通式（I)的有机 染料溶解在能够溶解其的溶剂中获得的溶液中或浸溃在通过分散所述具有通式(I)的有机 染料获得的分散液中。该溶液或该分散液的浓度可W适当地确定。浸溃溫度可W为-60°C至 100°C、优选(TC至50°C。更优选为室溫(25°C)，浸溃时间可W为大约1分钟至48小时、优选1 小时至26小时。用于溶解该有机染料的溶剂可W例如选自：甲醇、乙醇、乙腊、二氯甲烧、二 甲亚讽、二甲基甲酯胺、丙酬、叔下醇或其混合物。通常，该溶液的浓度可W为IX ICT6M至1M、 优选为1 X ICT5M至1 X l(TiM。由此，可W获得包含在染料敏化薄膜上的氧化物半导体颗粒的 染料敏化光电转换元件。
[0067] 任选地，具有通式(I)的有机染料可W与其它有机染料或金属络合物染料混合。可 W混合的金属络合物染料可W包括，尽管并无特殊限制:钉络合物或其季盐、献菁、化嘟;可 W混合的其它有机染料可W包括无金属的献菁、化嘟、花青、部花青、氧杂菁或=苯甲烧染 料、次甲基染料如欧洲专利申请EP 1，311，001中描述的丙締酸醋/盐染料，咕吨、偶氮、蔥 酉屋、巧染料（女日由Nazeeruddin M.K.在Journal of the American Chemical Society (1993)，第115卷，第6382-6390页中所述）。在两种或更多种类型的有机染料组合使用时，它 们可W顺序吸收在半导体薄层中，或混合、溶解并吸收。
[0068] 为了防止有机染料在氧化物半导体薄层上聚集，任选地，具有通式(I)的有机染料 可W与包合物混合：获得的混合物可W吸附在半导体薄层上。该包合物可W例如选自：胆 酸，如脱氧胆酸、脱氨脱氧胆酸、碟脱氧胆酸化enodeoxycholic acid)、胆酸甲醋、胆酸钢； 聚环氧乙烧;冠酸;环糊精;專芳控(calyxarenes);聚环氧乙烧;或其混合物。
[0069] 在负载该有机染料后，半导体电极的表面可W用选自W下的化合物处理:胺化合 物，如4-叔下基化晚;醇，如甲醇、乙醇、下醇或其混合物;有机酸，如乙酸、丙酸或其混合物； 或其混合物。例如，具有在其上形成的染料负载的半导体颗粒薄膜的基底可W浸溃在胺的 乙醇溶液中。
[0070] 根据又一方面，本发明还设及包含上述染料敏化光电转换元件的染料敏化太阳能 电池(DSSC)。
[0071] 所述染料敏化太阳能电池(DSSC)可W通过使用现有技术的光电转换元件制备染 料敏化太阳能电池(DSSC)的本领域已知方法来制备，除了使用包含其中负载具有通式（I) 的有机染料的包含氧化物半导体颗粒的染料敏化光电转换元件。该染料敏化太阳能电池 (DSSC)可W包含其中具有通式（I)的有机染料负载在氧化物半导体颗粒上的光电转换元件 电极(负电极），对电极(正电极），氧化还原电解质，空穴传输材料或P型半导体。
[0072] 优选地，本发明的染料敏化太阳能电池(DSSC)可W通过W下方法制备：在透明导 电基底上涂覆二氧化铁糊料;烧结涂覆的基底W形成二氧化铁薄膜;将具有在其上形成的 二氧化铁薄膜的基底浸溃在具有通式（I)的有机染料溶解于其中的混合溶液中，W形成吸 收染料的二氧化铁膜电极;提供具有在其上形成的对电极的第二透明导电基底;形成贯穿 该第二透明导电基底和对电极的孔;在对电极与吸收染料的二氧化铁膜电极之间放置热塑 性聚合物膜并热压它们W粘接对电极和二氧化铁膜电极;通过所述孔向放置在对电极与二 氧化铁膜电极之间的热塑性聚合物膜中注入电解质；并用合适的材料密封该孔，所述材料 可W例如选自热塑性聚合物。
[0073] 该氧化还原电解质、空穴传输材料或P型半导体可W是液体、凝固形式(凝胶和凝 胶相）、固体。该液体可W例如选自通过在溶剂中溶解氧化还原电解质、溶解盐、空穴传输材 料或P型半导体获得的那些，W及室溫溶解盐。凝固形式(凝胶和凝胶相)可W例如选自通过 在聚合物基质或低分子量胶凝剂中包含氧化还原电解质、溶解盐、空穴传输材料或P型半导 体所获得的那些。该固体可W例如选自氧化还原电解质、溶解盐、空穴传输材料或P型半导 体。
[0074] 该空穴传输材料可W例如选自：胺衍生物;导电聚合物如聚乙烘、聚苯胺、聚嚷吩； 或盘状液晶相如S亚苯。该P型半导体可W例如选自化I、CuSCN。作为对电极，具有导电性和 对氧化还原电解质的还原具有催化功能的那些可W优选使用，例如，可W使用通过在玻璃 或聚合物膜上沉积销、碳、锭、钉或在其上施加导电颗粒所获得的那些。
[0075] 本发明的染料敏化太阳能电池(DSSC)中使用的氧化还原电解质可W包括包含面 素化合物的面素还原电解质，所述面素化合物包括作为抗衡离子的面素离子和面素分子； 金属氧化还原电解质，如亚铁氯化物-亚铁氯化物或二茂铁-二茂铁离子;金属络合物如钻 络合物;有机氧化还原电解质，如烷基硫代-烷基二硫化物，紫罗碱染料、氨酿-酿;面素氧化 还原电解质可W是优选的。作为面素氧化还原电解质中包含的面素分子，舰分子可W是优 选的。作为包含面素离子作为抗衡离子的面素化合物，可W使用面化金属盐如LiI、化I、KI、 化l2、Mgl2XuI或面素的有机锭盐，如四烷基舰化锭、舰化咪挫鐵、舰化化晚鐵(pyridium)， 或者可W使用12。
[0076] 在氧化还原电解质为包含其的溶液的形式的情况下，可W使用电化学惰性的溶 剂。例如，可W使用乙腊、碳酸亚丙醋、碳酸亚乙醋、3-甲氧基丙腊、甲氧基-乙腊、戊腊、乙二 醇、丙二醇、二乙二醇、S乙二醇、下内醋、二甲氧基乙烧、碳酸二甲醋、1,3-二氧戊环、甲酸 甲醋、2-甲基四氨巧喃、3-甲氧基-嗯挫烧-2-酬、环下讽、四氨巧喃、水。乙腊、戊腊、碳酸亚 丙醋、碳酸亚乙醋、3-甲氧基丙腊、乙二醇、3-甲氧基-嗯挫烧-2-酬或下内醋可W是优选的。 所述溶剂可W单独或组合使用。
[0077] 作为凝胶相正极电解质，可W使用通过在低聚物或聚合物基质中包含电解质或电 解质溶液、或在淀粉胶凝剂中包含电解质或电解质溶液所获得的那些。
[0078] 该氧化还原电解质的浓度可W优选为所述溶液总重量的0.01重量％至99重量％、 更优选0.1重量％至30重量％。
[0079] 本发明的染料敏化太阳能电池(DSSC)可W通过在基底上安置其中该有机染料负 载在氧化物半导体颗粒上的光电转换元件(负极)和与之相对的对电极(正极），并在二者之 间填充含有氧化还原电解质的溶液来获得。
[0080] 下面将通过W下实施例进一步描述本发明，所述实施例仅为说明性目的给出，而 不会对本发明造成任何限制。 实施例
[0081 ] 试剂和材料
[0082] 下面报道了在下列实施例中使用的试剂和材料，W及它们的制造商：
[0083] -N-漠代班巧酷亚胺(Aldrich):原样使用；
[0084] -2-漠 -3-辛基-嚷吩(Al化ich):原样使用；
[0085] -二甲基甲酯胺(DMFKA1化ich):原样使用，或任选在儀(Mg)上脱水；
[00化]-二乙酸(Al化ich):原样使用；
[0087] -碳酸氨钢(NaHC〇3) (Al化ich):原样使用，或WlM水溶液形式使用；
[0088] -硫酸钢(Al化ich):原样使用；
[0089] -石油酸(Al化ich):原样使用；
[0090] -二漠乙烧(Al化ich):原样使用；
[0091] -无水二乙酸(Al化ich):原样使用；
[0092] -儀屑(Al化ich):原样使用；
[0093] -2，5-二漠嚷吩(Aldrich):原样使用；
[0094] -1,3-双(二苯基麟基)丙烷]二氯化儀(11)[化(化99)(：12]:(41化1油）：原样使用；
[0095] -盐酸化Cl)溶液2M(A1化ich):原样使用，或用水稀释；
[0096] -硫酸儀(Al化ich):原样使用；
[0097] -氯仿(Aldrich):原样使用；
[009引-乙酸(Aldrich):原样使用；
[0099] -二氯甲烧(C出Cl2)(Al化ich):原样使用；
[0100] -1，2-二氯乙烧(Al化ich):原样使用