一種二乙氨基香豆素類染料敏化劑的合成及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二乙氨基香豆素類化合物及其制備與應(yīng)用。所述二乙氨基香豆素類化合物如式（）和式（II）所示，其中Ar優(yōu)選為苯基，聯(lián)苯基和苯基噻吩基。本發(fā)明所述的二乙氨基香豆素類化合物可以作為染料敏化劑應(yīng)用于染料敏化太陽能電池，為染料敏化劑的篩選增添了新的可應(yīng)用物質(zhì)。
【專利說明】一種二乙氨基香豆素類染料敏化劑的合成及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001 ] 本發(fā)明涉及一種二乙氨基香豆素類染料敏化劑的合成及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]染料敏化太陽能電池（Dye Sensitized Solar Cell,DSSC)憑借其成本低、可弱光發(fā)電、光電轉(zhuǎn)化率不受溫度影響等特點，極有希望替代硅半導體光電轉(zhuǎn)換部件，成為下一代實用型高性能太陽能電池。染料敏化劑是DSSC中決定可見光吸收和光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，具有結(jié)構(gòu)易設(shè)計修飾和加工、成本低、穩(wěn)定性好等特點。
[0003]國內(nèi)外染料敏化劑的研究主要分兩類，一類為有機金屬配合物，典型結(jié)構(gòu)為功能性多吡啶釕化合物。這類染料敏化劑在可見光區(qū)吸收較強，氧化還原性能可逆，氧化穩(wěn)定性高，但釕作為稀有金屬成本較高，其染料吸收光譜窄。第二類為非金屬有機染料，具有摩爾吸光系數(shù)高、吸收光譜寬和可通過結(jié)構(gòu)修飾調(diào)變產(chǎn)生優(yōu)良電化學性能等優(yōu)點，是近年來染料敏化劑的研究熱點。傳統(tǒng)的非金屬有機染料敏化劑的結(jié)構(gòu)通式為“給體-η共軛橋-受體”（Donor-π Bridge-Acceptor, D- π _Α),根據(jù)給體的不同，已有香豆素型、吲哚啉型、三芳胺型等非金屬染料敏化劑得以設(shè)計和開發(fā)。常用的受體為氰乙酸以及羅丹寧乙酸，而為了進一步增強受體與TiO2之間的鍵合能力，最近也有一些非羧酸受體的染料敏化劑被報道。
[0004]香豆素及其衍生物作為一類分子內(nèi)共軛的電子轉(zhuǎn)移化合物，具有優(yōu)良的熒光量子效率、高的摩爾吸光系數(shù)以及大的Stoke位移，廣泛地應(yīng)用于塑料著色、彩色熒光涂料、太陽能聚集器的彩色熒光樹脂，以及感光材料、光敏材料、光盤記錄材料等高新【技術(shù)領(lǐng)域】。由于在可見光區(qū)響應(yīng)度高、太陽光照射下穩(wěn)定性好，香豆素類染料分子作為一類發(fā)展前景良好的染料敏化劑受到了廣泛關(guān)注。Hara等設(shè)計合成了一系列香豆素類染料敏化劑分子，光電轉(zhuǎn)換效率最高達到8. 2% ;最近Kim等報道了以香豆素為給體的新型D-A- π -A類雙受體香豆素染料敏化劑分子，總效率為5. 97% ;于海濤則設(shè)計合成了新型的2D- 31 -A類雙給體香豆素染料敏化劑分子，其光電轉(zhuǎn)換效率達到了 5. 53%。這些香豆素染料敏化劑分子一般使用駢有兩個含氮雜環(huán)的香豆素作為給體，其合成步驟較長，收率不高。本發(fā)明以原料易得的取代香豆素作為給體，含苯的芳環(huán)作為橋鍵，氰乙酸或羅丹寧乙酸作為受體，合成得到了六個二乙氨基香豆素類染料敏化劑。目前，尚無文獻報道該結(jié)構(gòu)的太陽能電池應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種二乙氨基香豆素類化合物的制備及將其應(yīng)用于染料敏化太陽能電池。
[0006]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)式如下：
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)如式（I)或式（II)所示的二乙氨基香豆素類化合物，
2.如權(quán)利要求1所述的二乙氨基香豆素類化合物，其特征在于式（I)和式（II)中Ar 為
3.如權(quán)利要求1所述的二乙氨基香豆素類化合物，其特征在于式（I)和式（II)中Ar
為
4.一種制備權(quán)利要求1-3任一項所述的香豆素類化合物的方法，其包括如下步驟：將式（III)化合物、式（IV)或式（V)化合物、有機溶劑混合，在堿性化合物的作用下，加熱回流攪拌反應(yīng)廣10 h，反應(yīng)完全后，旋干溶劑，殘余物用洗脫劑溶劑進行硅膠柱層析，獲得式（I)或式（II)所示的香豆素類化合物； 其中，式（IV)化合物對應(yīng)的產(chǎn)物為式（I)化合物，式（V)化合物對應(yīng)的產(chǎn)物為式（II)化合物； 所述堿性化合物為哌啶、吡啶、三乙胺或者二甲胺中的一種或多種； 所述有機溶劑為乙腈、氯仿、四氫呋喃或1，4- 二氧六環(huán)中的一種或多 種； 所述洗脫劑溶劑為（氯仿和/或二氯甲烷）+ (甲醇和/或乙醇）+醋酸的混合溶劑； 式（III)化合物與式（IV)或式（V)化合物和堿性化合物的物質(zhì)的量之比為：.1:1. 0-3. O: O. fo. 3，有機溶劑體積用量以式（III)化合物的物質(zhì)的量計為1(T30 mL/mmol ；
5.權(quán)利要求1-3任一項所述的二乙氨基香豆素類化合物作為染料敏化劑的應(yīng)用。
6.權(quán)利要求1-3任一項所述的二乙氨基香豆素類化合物在制備太陽能電池中的應(yīng)用。
【文檔編號】C07D409/10GK103709129SQ201310667539
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】韓亮, 吳華彪, 李郁錦, 葉青, 高建榮 申請人:浙江工業(yè)大學