专利名称：三联吡啶类钌配合物、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及三联吡啶类钌配合物、制备方法及其作为光敏染料在制备染料敏化太阳电池中的应用。
背景技术：
染料敏化太阳电池作为一种新型的光伏电池，由于成本低、效率高等优点，有着广泛的应用前景。由于光敏染料在染料敏化太阳电池中起着收集能量的作用，其性能直接影响到电池的光电转换效率。钌最外层具有4CT5S1结构，其离子常见价态为Ru(I)、Ru(II)和Ru(III)，并易于形成六配位的配合物。钌配合物由于具有热力学稳定性好、光化学光物理信息丰富、激发态反应活性高和寿命长及发光性能良好等特性。钌染料敏化太阳电池不仅具有较高的光电转换效率，而且与硅伏电池相比，造价较为低廉，因此目前得到了广泛的研究。为了更大地提高钌染料敏化太阳电池的光电转换效率，文献中多采取增加长的烷基链、增加共轭基团以及引入给电子基团等方法修饰优化染料的结构，但是这些方法势必增加染料的合成与纯化的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供三联吡啶类钌配合物、制备方法及其作为光敏染料在制备染料敏化太阳电池中的应用。本发明所采取的技术方案为
三联吡啶类钌配合物，是以硫氰酸为强给电子配体，羧基联吡啶为含吸附基团的配体，三联吡啶衍生物为辅助配体的钌配合物，其化学结构通式如下
权利要求
1.三联吡啶类钌配合物，是以硫氰酸为强给电子配体，羧基联吡啶为含吸附基团的配体，三联吡啶衍生物为辅助配体的钌配合物，其化学结构通式如下
2.根据权利要求I所述的三联吡啶类钌配合物，其特征在于所述R1为取代基团，R2和R3独立地为氢或取代基团，且当R1 R3中有多个取代基团，其取代基团均相同。
3.根据权利要求I或2所述的三联吡啶类钌配合物，其特征在于所述取代基团为卤素、硝基、烧基中的一种。
4.根据权利要求3所述的三联吡啶类钌配合物，其特征在于所述取代基团为氟、氯、溴、硝基、甲基中的一种。
5.根据权利要求4所述的三联吡啶类钌配合物，其特征在于所述R1为氟，R2和&独立地为氢或氟， 或R1为氯、溴、硝基、甲基中的一种，R2和R3为氢。
6.权利要求I 5任一项所述的三联吡啶类钌配合物的制备方法，步骤如下 1)将含取代基的苯甲醛溶解于乙醇中制成溶液，向该溶液中依次加入2-乙酰吡啶、氢氧化钾和氨水，搅拌，过滤，洗涤，重结晶，得三联吡啶衍生物； 2)将三联吡啶衍生物溶解于乙醇中制成溶液，搅拌下向该溶液中加入RuCl3 3H20,回流反应，过滤，洗涤，干燥，得到产物I ; 3)向反应器中加入产物1、4，4-二羧基-2，2-联吡啶、氯化锂、DMF，得混合物，将混合物升温至130 150 °C，在氮气保护下搅拌，再加入硫氰酸铵，回流反应，冷却至室温，旋干溶剂，加水，过滤，固体干燥后重结晶，得三联吡啶类钌配合物。
7.根据权利要求6所述的用于三联吡啶类钌配合物的制备方法，其特征在于含取代基的苯甲醛为含卤素取代基的苯甲醛、含硝基取代基的苯甲醛、含烷基取代基的苯甲醛。
8.根据权利要求6所述的用于三联吡啶类钌配合物的制备方法，其特征在于含取代基的苯甲醛为对氟苯甲醛、3，4-二氟苯甲醛、3，4，5-三氟苯甲醛、对硝基苯甲醛、对氯苯甲醛、对溴苯甲醛、对甲基苯甲醛中的任一种。
9.根据权利要求6所述的三联吡啶类钌配合物的制备方法，其特征在于步骤I)含取代基的苯甲醛、2-乙酰吡啶摩尔比为I :1 4 ; 步骤2)三联吡啶衍生物、RuCl3 3H20的摩尔比为I :1 3 ; 步骤3)产物1、4，4- 二羧基-2，2-联吡啶和硫氰酸铵的摩尔比为I :1 2 :20 50。
10.权利要求I 9任一项所述的三联吡啶类钌配合物在染料敏化太阳电池中的应用。
全文摘要
本发明公开了三联吡啶类钌配合物、制备方法及其应用，该三联吡啶类钌配合物是以硫氰酸为强给电子配体，羧基联吡啶为含吸附基团的配体，三联吡啶衍生物为辅助配体的钌配合物，该配合物作为光敏染料应用于染料敏化太阳电池。本发明的三联吡啶类钌配合物仅仅通过简单的取代基修饰，达到优化染料结构及提高性能的目的，本发明的配合物在性能方面由于其具有三齿螯合、刚性平面以及稳定性的特点，三联吡啶的金属配合物表现出良好的光、电等化学物理性质，在制备工艺方面容易合成和修饰。本发明设计合成的三联吡啶类钌配合物具有制备成本低，提纯容易，效率较高的优越性。
文档编号C07F15/00GK102617647SQ201210047510
公开日2012年8月1日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者于琼燕, 刘军民, 苏成勇, 谢丽君, 谭礼林, 黄剑锋 申请人:中山大学