有機與無機光敏染料的製作方法

2023-06-08 17:59:41 1

專利名稱：有機與無機光敏染料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能電池材料，特別是涉及一種可適用於染料敏化太陽能電池 (dye-sensitized solar cell, DSC)的光敏染料。
背景技術：
能源已成為現今人們積極發展與解決的重要課題之一，因此，開發與運用低汙染的可再生(renewable)能源將成為人類尋求持續發展的唯一途徑。其中又以太陽能部分最受重視，其原因除了這類能源含量最為豐富且開發與應用較不受地形、地貌等因素限制以外，更可以通過適當的設備或裝置將太陽能直接轉換為常用的電能；將太陽能直接轉換成電能的設備或裝置即所謂的太陽能電池。近年，由瑞士Gratzel教授所帶領的研究團隊提出一種新型態的太陽能電池，即所謂的染料敏化太陽能電池，這種太陽能電池的電池組件除了組件的製造成本低廉之外，組件也具有多種優點，例如良好的光電轉換效率、高透光性、組件可呈現多種色彩以及組件可具繞曲性等，因而引起業界密切的注意。一般而言，染料敏化太陽能電池的結構包括四部分，其分別是提供電流流動通路的陰/陽電極、作為接受電子與傳輸電子的半導體材料(如二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(SiO)等)以及以自組裝(self-assembly)形式吸附於半導體材料表面上的染料層、還有具有傳輸電洞功能的電解質。上述染料敏化太陽能電池的各部分所使用的材料以及各部分之間的接合接口結構都會對組件的光電轉換效率產生影響，其中染料是影響DSC效率的最大關鍵，因此尋找高效率的染料分子是過去近二十年來的研究重
；ο

發明內容
鑑於此，本發明的目的在於提供一系列有機及無機光敏染料，本發明的光敏染料具有高吸收係數，且本系列的光敏染料的吸收光圖譜與太陽光能譜相符，且本發明中的一些有機分子能有效地吸收近紅外光，是搭配現階段高效率染料的最佳光敏分子，因此使用本發明的光敏染料的染料敏化太陽能電池組件可具有良好的光電轉換效率。本發明一系列的有機及無機光敏染料的分子式如式(1) 式C3)所表示式(1) 式(3)
在式(1)
權利要求
1. 一種有機與無機光敏染料，適於應用在染料敏化太陽能電池上，所述光敏染料如表示式(1) (3)所示，
2.如權利要求1所述的有機與無機光敏染料，其中，當表示式(1)中的A為表示式 ⑷ (15)且其中的D為表示式(74)，且B為式 04)或式(30) (32)中之一， 且G為式(51) (55)或式(61)或式(62)中之一，且式(51) (55)或式(61)或式(62) 中的E為式(84)時，式(84)中的m不為0。
3.如權利要求1所述的有機與無機光敏染料，其中，當表示式(1)中的A為表示式 (6) (9)或式(11) (13)中之一，且式(6) (9)或式(11) (13)中的D為表示式 (76) (78)中之一，且式(76) (78)中的Z表示為H時，表示式(1)中的B不為式(16)； 表示式(1)中的G也不為式03) 07)中之一；此時當G為式(51) (55)中之一時，則式(51) (55)中的E也不為式03) 07)中之一；且此時當E為式(84)、式(88)或式 (89)中之一時，式(84)、式(88)與式(89)中的m不為0。
4.如權利要求1所述的有機與無機光敏染料，其中，當表示式(3)中的D為表示式 (74) (76)或式(79) (82)中之一，且表示式(3)中的G為表示式(51) (66)，表示式(51) (66)中的E不為式03) 09)中之一；而此時如果E為表示式(84) (95) 中之一，則式(84) (95)中的m不為0。
5.如權利要求1所述的有機與無機光敏染料，其中，當表示式C3)中的D為表示式(77) 或式(78)中之一，且式(77)與式(78)中的Z均表示H時，表示式(3)中的G不為式03) (47)中之一；而此時當G為式(51) (55)中之一，且表示式(51) (55)中的E為表示式(84)、式(88)或(89)中之一時，此時式(84)、式(88)與式(89)中的m不為0。
6.如權利要求1所述的有機與無機光敏染料，所述有機與無機光敏染料的化合物結構如下列式(112) (119)所示；
全文摘要
本發明公開了一系列有機與無機光敏染料，該光敏染料如表示式(1)～(3)中之一所示。
文檔編號C09B57/00GK102286212SQ20101020586
公開日2011年12月21日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者吳春桂, 吳錫章, 李政穎, 陳家原 申請人:中央大學