专利名称：芳炔类有机染料以及其制备方法和应用、染料敏化太阳能电池及其制备方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池材料及其合成技术领域，尤其涉及一种芳炔类有机染料、中间体及其制备方法和在制备染料敏化太阳能电池上的应用。
背景技术：
目前，随着能源需求的不断扩大和化石能源的不断消耗，替代能源的开发越来越受到人们的关注。各种新能源开发的方案中，太阳能以其环保、可再生、能量蕴藏大等多方面的优势显示出巨大的优越性。自从1991年Gratzd小组报道了高效染料敏化纳米晶太阳能电池所取得的突破性工作，染料敏化太阳能电池受到广泛的关注。基于钌配合物的染料敏化太阳能电池的光电转换效率可达11%，但由于其价格高昂、污染较大等方面的缺点限制了它的实际应用。与之相比，无金属的有机染料具有成本低、更为环保和更易调控的特点，成为近年该领域的热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种芳炔类有机染料，其结构骨架为芳炔基化合物。与此同时，本发明还提供用于制备该芳炔类有机染料的中间体。另外还相应提供前述芳炔类有机染料及其各中间体的制备方法。本发明的另一目的是提供该芳炔类有机染料在制备染料敏化太阳能电池上的应用，并基于该应用提供了结构简单、性能优良、光电转化效率高的染料敏化太阳能电池以及该染料敏化太阳能电池的制备方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种芳炔类有机染料，所述芳炔类有机染料的结构通式如下式(I)所示
权利要求
1.一种芳炔类有机染料，其特征在于所述芳炔类有机染料的结构通式如下式(I)所示
2.根据权利要求I所述的芳炔类有机染料，其特征在于所述亚苯基为1，4_亚苯基。
3.根据权利要求2所述的芳炔类有机染料，其特征在于所述Ar1为取代的1，4_亚苯基，且所述Ar1中亚苯基上的至少一个位置被烷基或烷氧基取代，所述烷基、烷氧基分别为含碳I 10的烷基和含碳I 10的烷氧基。
4.根据权利要求2所述的芳炔类有机染料，其特征在于所述Ar2为取代的1，4_亚苯基，且所述Ar2中亚苯基上的至少一个位置被醛基、氰基或羟基取代。
5.根据权利要求I所述的芳炔类有机染料，其特征在于所述R为取代的苯基，且所述R中苯基上的至少一个位置被含碳I 3的烷基或含碳I 3的烷氧基取代。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的芳炔类有机染料，其特征在于，所述芳炔类有机染料的分子结构式如下式(2)所示
7.—种如权利要求I 6中任一项所述的芳炔类有机染料的制备方法，包括以下步骤 (1)在惰性气体保护下，将化合物a和1，4二碘取代的芳香化合物按I : (2 3)的摩尔比混合后溶于甲苯-二异丙胺溶液中，同时按1% 10%的摩尔百分数添加催化剂，25°C 80°C下充分反应完全，经萃取、洗涤、干燥、过滤，除去溶剂，柱层析得到化合物b ;所述化合物a的化学式为
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述催化剂为四(三苯基膦)钯和Cul，所述四(三苯基膦)钯和CuI的物质的量的比为I : (I 2);所述萃取中用到的萃取剂为二氯甲烷；所述洗涤中用到的洗涤剂为饱和氯化钠溶液；所述干燥中用到的干燥剂为无水硫酸钠。
9.一种如权利要求I 6中任一项所述的芳炔类有机染料在制备染料敏化太阳能电池中作为敏化剂的应用。
10.一种染料敏化太阳能电池，所述太阳能电池主要由1102纳米晶薄膜电极、钼对电极和电解质溶液组装而成，电极间的空隙中填充有热熔沙林薄膜，所述太阳能电池外覆盖有玻璃片，其特征在于所述TiO2纳米晶薄膜电极主要由吸附了权利要求I 6中任一项所述芳炔类有机染料的TiO2纳米晶薄膜组成。
11.一种如权利要求10所述的染料敏化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤 将涂有F-SnO2的玻璃载片用超声波进行清洗，再用水和乙醇冲洗，在氮气保护下干燥；然后通过丝网印刷工艺制备得到TiO2纳米晶薄膜；该纳米晶薄膜经11(14处理之后，再浸入到所述芳炔类有机染料的甲苯溶液中；已经吸附了所述芳炔类有机染料的TiO2纳米晶薄膜作为TiO2纳米晶薄膜电极，其与钼对电极一起组装成太阳能电池的电极组件，将热熔沙林薄膜填充到电极间的空隙中，再在所述钼对电极上滴电解质溶液，所述电解质溶液为含有.O.I 2. Omol .171 I，2-二甲基-3-正丙基咪唑碘盐、O. 05 O. 5mol .171碘化锂、O. 01 O.Imol · Γ1碘和O. I 2· Omol · Γ1 4-叔丁基吡啶的乙腈溶液，所述电解质溶液借助毛细作用并通过钼对电极上的小孔进入到所述电极组件中；最后用热熔沙林薄膜封住小孔，并盖上一层薄玻璃片，得到染料敏化太阳能电池
全文摘要
本发明公开了一种芳炔类有机染料，其结构通式如下式所示。该有机染料的制备方法包括以下步骤将化合物a和1，4二碘取代的芳香化合物溶解，添加催化剂反应并经萃取等处理后得b，再依次将b和三甲基硅基乙炔反应合成c；将c和碳酸钾反应合成d；将d和9，10-二卤代蒽反应合成e；将e和三甲基硅基反应合成f；将f和碳酸钾反应合成g；将g和1，4二碘取代的芳香化合物反应合成h；将h和三甲基硅基乙炔反应合成i；将i和碳酸钾反应合成j；将j和3-碘苯甲酸反应合成得芳炔类有机染料。该芳炔类有机染料可应用于制备结构简单、性能优良、光电转化效率高的染料敏化太阳能电池。
文档编号H01G9/20GK102627868SQ201210063290
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者俞宪, 安德烈, 方敬坤, 杨鑫 申请人:长沙矿冶研究院有限责任公司