萘基硫代双烯镍近红外染料制备及性质的研究

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rilinx_2009
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随着时代的发展,社会的进步,人们对资源的开发和利用严重过度,这使得资源开始枯竭,同时环境的问题也随之而来。因此需要一种新型环保的清洁能源来解决目前问题,比如染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池与有机太阳能电池、钙钛矿电池等均属于第三代太阳能电池范畴,其通过光电转化,能直接高效的利用太阳能。由于其符合环境友好理念,制作工艺简单,质量轻便,工作时长较为持久,能耗较低等优势受到科研工作者的广泛关注。而作为染料敏化太阳能电池核心部件的染料敏化剂则成为了该领域中众多科学家主要研究对象。由于染料敏化剂成为了提高这类太阳能电池光电转化效率的突破口,科研人员们不断尝试各种活性材料。经研究发现一类有机染料硫代双烯金属配合物在近红外区域有着较强的光谱吸收,由于其良好的光热稳定性以及特殊的空间结构被科研人员广泛研究。通常对这一类物质进行修饰,可以得到性能更好的近红外染料。而本文通过引入萘环进行修饰,使硫代双烯金属配合物的π共轭体系变得更大,这使得光电性能得到了优化。进一步修饰萘环,引入供电子基团,在提高该类物质溶解度的同时促进了该类物质的最大吸收波长的红移。最终制备了三个该系列的化合物,并对它们的光电物性进行了系统的研究。通过紫外光谱测试,其结果表明:该类化合物的最大吸收波长在890nm左右;而随着测试用溶剂极性不同,该类化合物最大吸收波长随溶剂极性的增大而向着长波长移动;溶液状态下该类化合物稳定性受温度影响较大。经红外光谱与热重分析证明:该类化合物固体光热稳定性能良好,无论光照还是高温加热,都分解的非常缓慢,并且随着萘环上的烷基链的增大,其热分解温度会随之提高。通过循环伏安研究发现:该类化合物被供电子取代基修饰时,其更容易被氧化,并且随着供电子基团的增大,其氧化越容易。并且这种材料HOMO与LUMO之间的能量差较小,其分子更容易被激发,这在染料敏化太阳能电池领域中使用,有助于光电转化效率的提高。
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