專利名稱：一類含有吡嗪環的有機染料及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于有機光電材料技術領域，具體涉及一類含有吡嗪環的純有機染料及其合成方法以及在染料敏化太陽能電池中的應用。
背景技術：
染料敏化太陽電池(Dye-sensitized solar cells，DSSC)是一種基于植物葉綠素光合作用原理研制出的新型太陽電池，由瑞士 M. Gratzel教授于1991年首先提出，故又稱 Gratzel電池。這種電池結構簡單，主要由工作電極、電解液和對電極組成。工作電極是通過在導電玻璃基底上燒結一層納米多孔二氧化鈦膜，并在上面吸附一層光敏染料而制得。 電解液可以是液態的，也可以是準固態和固態的，最常用的Ι3_/Γ氧化還原電對。對電極一般是鍍有一層鉬的導電玻璃。作為電池的重要組成部分，光敏劑染料能夠有效地吸收太陽光，并由此產生激發電子，然后注入到二氧化鈦等半導體的導帶中。因此，染料的光電性能對染料敏化太陽能電池的光電轉換效率有著至關重要的影響。目前，性能最好的染料敏化劑是含有貴金屬釕的配合物，其中最經典的是Ν719和黑染料。然而，昂貴的貴金屬價格和稀有的貴金屬資源使得其大規模產業化受到了很大的限制。與此同時，具有成本低廉、高摩爾吸光系數和結構易調控的純有機染料越來越受到重視，并成為該領域的研究熱點。含有吡嗪環的純有機染料具有良好的光捕獲能力，其吸收光譜與熒光光譜可通過不同種類和數目的芳香環來進行調節。與釕類染料相比，含有吡嗪的純有機染料結構簡單、 容易制備、易于純化、價格低廉。此外，該類含有吡嗪的有機染產具有良好的光電轉換性能是一類優良的光伏材料。

發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單、制備方便、易于純化、價格低廉，具有良好光電轉換性能的有機染料及其制備方法和應用。本發明提供的有機染料，是一類含有吡嗪環的有機染料，這類染料具有以下結構通式
權利要求
1. 一類含有吡嗪環的有機染料，其特征在于這類染料具有以下結構通式
2. 一種如權利要求1所述的含有吡嗪環的有機染料的合成方法，其特征在于包括兩種路線一、當n=m時，其合成路線如下所示
3.如權利要求1所述的含有吡嗪環的有機染料在染料敏化太陽能電池中應用。
4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于將權利要求1所述的含有吡嗪環的有機染料吸附在TiO2薄膜上，用作工作電極，制備液態電解質染料敏化電池、準固態電池或全固態電池，實現光電轉換功能。
全文摘要
本發明屬于有機光電材料技術領域，具體為一類含有吡嗪環的有機染料及其合成方法和應用。本發明的含有吡嗪環的有機染料具有良好的光捕獲能力，是一類以吡嗪環為拉電子基團的染料分子，其吸收光譜與熒光光譜可通過不同種類和數目的芳香環來調節。與釕類染料相比，本發明原料結構簡單、價廉易得，易于純化，具有成本低，易于制備等優點。此外，吡嗪及其衍生物具有良好的光電性能，如電子傳輸能力和強拉電子能力，是一類優良的光伏材料，將這一類有機染料應用到染料敏化太陽能電池中，可獲得超過8%的能量轉化效率。
文檔編號H01G9/042GK102532932SQ20121000853
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者周剛, 王忠勝, 陸雪峰 申請人:復旦大學