专利名称：染料敏化太阳能电池的制作方法
染料敏化太阳能电池本发明涉及一种电极层，其包括经某些次甲基染料敏化的由氧化物半导体细颗粒制成的多孔薄膜。此外，本发明涉及一种包括所述电极层的光电转化装置，包括所述光电转化装置的染料敏化太阳能电池和新的次甲基染料。
CN-C-1253436、JP-A-2005/082678 和 JP-A-2007/149570 公开了包括某些次甲基染料的光电转化装置。
US-A-2004/0260093及W0-A-2006/097334描述了某些次甲基染料，特别是香豆素染料，作为用于其他蛋白质间的光学标记。本发明发现经某些次甲基染料(即具有吡啶.错受体基团的次甲基染料，其中受体基团带有两个结合基，结合基之一与吡啶氮连接)敏化的光电转化装置可具有优异的总体特性，特别是其在TiO2电极上可具有特别好的染料吸附特性，得到高的长期DSC电池稳定性和高的长期性能。具有带有两个结合基的2-吡啶销·受体基团的次甲基染料可能是特别有利的。本发明涉及一种电极层，其包括经式(I)染料敏化的由氧化物半导体细颗粒制成的多孔薄膜
权利要求
1.一种电极层，其包括经式(I)染料敏化的由氧化物半导体细颗粒制成的多孔薄膜
2.根据权利要求I的电极层，其中 m为O或I ; η是O或I ;R!、R2、R3 及 R4 独立地是 H、-S (=0)20R7、-S (=0)2R7、-S (=0) R7, -S (=0) OR7、氟化 C1-C8 烷基、式(II)的基团、C1-C2tl 烷基、C2-C2tl 烯基、C2-C2tl 炔基、C6-C2tl 芳基、C4-C2tl 杂芳基、C7-C2tl芳烷基、C8-C20芳烯基、C8-C20芳炔基、C4-C20环烷基、C5-C20环烯基或C6-C2tl环炔基，其中该烧基及环烧基未被间隔或被O、S、C (=0)、NR14或其组合间隔，且其中烧基、稀基、块基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、环烷基、环烯基及环炔基未被取代或被卤素、S-R14, O-R14,CO-OR14' O-CO-R14' NR14R1/、CONR14R1/、NR14-CO-R1/、S (=0) 20R14、S (=0) 2(ΓΖ+ 或其组合取代，且该芳基及杂芳基可进一步被C1-C2tl烷基、氟化C1-C2tl烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C7-C2q芳烷基、C8-C2(I芳烯基、C8-C2(I芳炔基、C4-C2(I环烷基、C5-C2(I环烯基、C6-C2(I环炔基或其组合取代； 或者R1是D ; 或者如果m为0，则R1和R15或R1和R16可一起形成亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、亚甲基-0，O-亚甲基、亚乙基-0，O-亚乙基、三亚甲基-0，O-三亚甲基、亚甲基-NR14, NR14-亚甲基、亚乙基-NR14, NR14-亚乙基、三亚甲基-NR14或NR14-三亚甲基，因此形成脂肪族5-、6-或7-员环；或者如果m为O,则R2和R15可一起形成-O-、-S-、-C(O)-或-NR14-;或者如果m为O且D是式(IV)的基团，则R1及R18可与R17和R18所连接的N原子一起形成
3.根据权利要求2的电极层，其中 m为O或I ; η为O或I ; Rp R2、R3和R4独立地为H、C1-C20烷基或C6-C2tl芳基； 或者R1为D ; R14、R1/独立地为H、C1-C14烷基、C6芳基或C7-Cltl芳烷基； D为式(III)的基团； R17和R18独立地为C1-C14烷基、C2-C8烯基、C6-C2tl芳基、C4-C36杂芳基、C7-C2tl芳烷基、C8-C20芳烯基、C8-C10芳炔基或C5-C12环烷基，其中该烷基、烯基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基和环烷基未被取代或被四氢呋喃基、卤素、S-R14, O-R14, CO-OR14, O-CO-R14,NR14R1/、CONR14R1/、NR14-CO-R1/或其组合取代，并且该芳基和杂芳基可进一步被C1-C8烷基、C2-C8烯基或C8-C2tl芳烯基取代； 或者R17和R18与它们所连接的N —起形成吗啉基； 或者R17和R2tl和/或R18和R19与R17和R18所连接的N原子一起形成
4.根据权利要求3的电极层，其中 m为O或I ; η为O或I ; Rp R2、R3和R4独立地为H、C1-C12烷基或C6芳基； 或者R1为D ; D为式(III)的基团； R17和R18独立地为C1-C14烷基、C6芳基、C4-C3tl杂芳基，其中芳基被C8-C2tl芳烯基取代； 或者R17和R18与它们所连接的N —起形成吗啉基； 或者R17和R2tl和/或R18和R19与R17和R18所连接的N原子一起形成
5.根据权利要求1-4中任一项的电极层，其中所述氧化物半导体细颗粒由Ti02、SnO2,WO3> ZnO、Nb2O5' Fe2O3' ZrO2, MgO, WO3> ZnO, CdS, ZnS, PbS、Bi2S3' CdSe, CdTe 或其组合制成。
6.根据权利要求1-5中任一项的电极层，其中所述由氧化物半导体细颗粒制成的多孔薄膜经式(I)染料和一种或多种其他染料敏化。
7.根据权利要求6的电极层，其中所述其他染料为金属配合物染料和/或选自吲哚啉、香豆素、花青、部花青、半花青、次甲基、偶氮、醌、醌亚胺、二酮基-吡咯并吡咯、喹吖啶酮、方酸、三苯基甲烷、茈、靛蓝、咕吨、曙红、若丹明及其组合的有机染料。
8.根据权利要求1-7中任一项的电极层，其中所述染料与添加剂一起吸附。
9.根据权利要求8的电极层，其中所述添加剂为共吸附剂，优选类固醇、磺酸盐、羧酸、次膦酸、冠醚、环糊精、杯芳烃、聚环氧乙烷或其组合。
10.一种包括如权利要求1-9中任一项所定义的电极层的光电转化装置。
11.一种包括如权利要求10所定义的光电转化装置的染料敏化太阳能电池。
12.如权利要求1-4中任一项所定义的式(I)化合物在染料敏化太阳能电池中作为染料的用途。
13.—种如权利要求1-4中任一项所定义的式(I)化合物，前提是R2和R15和/或R2和R16没有一起形成未取代或取代的脂肪族5_、6-或7-员环。
全文摘要
本发明涉及一种电极层，该电极层包括经某些次甲基染料敏化的由氧化物半导体细颗粒制成的多孔薄膜。此外，本发明涉及一种包括所述电极层的光电转化装置，包括所述光电转化装置的染料敏化太阳能电池和新的次甲基染料。
文档编号C09B23/14GK102844829SQ201180017261
公开日2012年12月26日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月29日
发明者山本宏, 中道真司, 田边润一, 高桥隆一, 山户斉 申请人:巴斯夫欧洲公司