近红外、高响应三联吡啶钌配合物的设计、合成及其在太阳能电池中的应用

项目名称： 近红外、高响应三联吡啶钌配合物的设计、合成及其在太阳能电池中的应用

项目编号： No.21201022

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机化学

项目作者： 高尚

作者单位： 长春理工大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 染料敏化太阳能电池（DSC）是一种低成本、高效率的新型太阳能电池。光敏染料吸收太阳光并将激发态电子注入到纳米半导体导带，是DSC获得高光电转换效率的决定因素之一。但是，目前光敏染料体系存在着近红外区吸收较弱的缺陷，严重影响其光捕获效率。本项目拟设计合成新型三联吡啶钌配合物体系，将共轭基团作为光谱调节天线直接引入联吡啶配体或通过双酮配体引入配合物体系，利用共轭天线红移配合物的光吸收范围、增强配合物的消光系数，最终制备近红外、高响应光敏染料。并基于此封装具有高光电转换效率和高光热稳定性的DSC器件、揭示各界面间电子传递机理。本项目在DSC光敏染料研究领域首次构建含光谱调节天线的三联吡啶钌配合物体系，可解决光敏染料近红外吸收不足的关键科学问题，为下一步设计更高效的光敏染料分子提供实验、理论依据和DSC的大规模应用奠定良好基础，也可促进化学、材料和能源等学科的交叉融合，具有重要的学术意义。

中文关键词： 太阳能电池；光电化学；光敏染料；金属配合物；

英文摘要： Dye-sensitized solar cell (DSC) is an attractive candidate for the new renewable energy source owing to its potential low cost and high efficiency. In the cell the sensitizer is always a crucial element for higher power conversion efficiency, which harvests the sunlight to form excited state and achieves the process of electrons injection into the conduction band of the oxide. However, the near infrared (NIR) light-harvesting capabilities of present sensitizers are poor due to their very low absorption coefficients in this region, limiting the photoelectric conversion. Herein, we will design and synthesize new terpyridyl ruthenium (II) complexes with electron-rich conjugated moieties as the spectrum adjusting antennas combined directly on terpyridyl ligands or via β-diketonato ligands. We anticipate that the metal-to-ligand charge transfer (MLCT) bands of the targeted complexes will be red-shifted into NIR region and the molar extinction coefficients will be enhanced by the incorporation of carefully designed conjugated antennas. After the preparations of targeted near-IR terpyridyl ruthenium (II) complexes, the DSC devices with higher photovoltaic performance and robust stability will be fabricated based on above sensitizers and the interfacial energy and electron transfer mechanisms will be investigated. In th

英文关键词： Solar cells；Photo-electrochemistry；Dye sensitizers；Metal complexes；