中位-四（羧基亚甲基）苯并卟啉锌的合成及其在染料敏化太阳能电池中的应用研究.pdfVIP

· 46 · 材料导报 ：研究篇 2010年6月(下)第24卷第6期 中位一四(羧基亚 甲基)苯并卟啉锌的合成及其在染料 敏化太 阳能电池 中的应用研究 闫金红 ，陈家藏 ，冯守爱 ，赵江红 ，郑剑峰 ，李 莉 ，朱珍平 (1 中国科学院山西煤炭化学研究所 ，太原 030001；2 中国科学院研究生院，北京 100039) 摘要 利用热凝聚法合成四苯并卟啉锌的经典反应，加入过量 的丁二酸钠代替原反应物 乙酸钠 ，控制合成 了 中位一四(羧基亚 甲基)苯并卟啉锌。由于羧基的引入，使卟啉分子能够锚定在二氧化钛表面，为转移卟啉激发态电子 到二氧化钛的导带提供了通道，并改善了其在二氧化钛表面的分散性，从而使苯并卟啉锌敏化太阳能电池的效率明 显提高。 关键词 卟啉 羧基 二氧化钛 染料敏化太阳能电池 SynthesisofZincMeso-tetra(carboxylmethylene)benz0p0rphyrin andItsApplicationinDye-sensitizedSolarCells YANJinhong ，CHEN Jiazang ，FENG Shouai，ZHAOJianghong，ZHENGJianfeng， LILi．ZHU Zhenping (1 InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Taiyuan030001； 2 GraduateUniversity，ChineseAcademyofSciences，Beijing100039) Abstract Basedontheclassicsynthesisofzinctetrabenzoporphyrinbythethermalcondensationmethod，zinc meso-tetra(carboxylmethylene)benzoporphyrinaresuccessfullysynthesizedusinganexcessivesodium succinateinstead oftheoriginalsodium acetate．Duetotheintroductionofcarboxylgroups，porphyrincanbefirmlyanchoredtothe surfaceofthesemiconductoroftitanium dioxide．Theyofferthechannelsforelectronstransferringfrom excitedstate oftheporphyrintotheconductionbandoftitanium dioxideandimprovethedispersionofporphyrinontitanium dio- xide．Theefficiencyofzincmeso-tetra(carboxylmethylene)benz0porphyrinindye-sensitizedsolarcellsismarkedlyin— creased． Keywolds porphyrin，carboxygroup，titanium dioxide，dye-sensitizedsolarcells 生物光合作用过程中，卟啉衍生物叶绿素是光能转换的 0 前言 反应中心，能将太阳能转化成化学能。卟啉是 由4个吡咯环 相对于硅基太阳能电池染料敏化太 阳能 电池以成本低 以亚甲基相连形成 的有 18电子体系的共轭大环化合物，具 廉 、工艺简单 、性能稳定和效率提升空间较大而受到全世界 有极强的配位能力 ，几乎能与周期表上所有的金属原子配位 广泛的关注，并逐渐