新型Zn卟啉轴向配位自组装在太阳能电池中的应用

【摘要】：卟啉及其衍生物是具有特殊大环共轭结构的一类化合物，由于其独特的结构、优越的性质使得其在医学、材料学、电化学、分析化学等领域都有广阔的应用。卟啉在自然界中广泛存在、成本低、污染少等特点，已逐渐成为染料敏化太阳能电池的研究热点；自组装技术是通过非共价键分子间作用自发连接成结构稳定、复杂有序的分子聚集体的过程。近年来，卟啉超分子自组装功能作为有机化学、无机化学、分析化学、生物化学以及医药方面的交叉，它在高性能材料方面有着广阔的开发前景。利用自组装技术可以开拓卟啉超分子方面的新前景。 希夫碱以及酰腙类化合物都是具有C=N双键基团的一类有机化合物，两类物质都具有很强的配位能力，如果在卟啉的meso-位引入C=N双键，那么可以大大提高整个卟啉分子的发光性能，从而提高太阳能电池的光电转换效率；N-杂环(咪唑、四氮唑)类物质具有较强的荧光性质，与卟啉结合会增强其光电性能。由于这几类卟啉化合物在太阳能电池中应用较少，故本论文在以面组内合成基础上，对其超分子自组装在太阳能电池中的应用进行了探究。 本论文主要工作包括以下几个内容： 1、研究两种新型的A4型Schiff碱Zn卟啉配合物的光谱性质，光电转换效率，理解其自组装在超分子太阳能电池中的应用。 2、研究两种新型的A4型meso-四苯甲酰胺Zn卟啉配合物的光谱性质，光电转换效率，理解其轴向配位自组装在太阳能电池中的应用。 3、研究两种meso-位二取代N-杂环Zn卟啉配合物的光谱性质，光电转换效率，理解其在太阳能电池中的应用。 【关键词】：Zn卟啉 自组装 轴向 光谱性质 光电性质
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O641.4;TM914.4
【目录】：

• 中文摘要9-10
• Abstract10-12
• 第一章 绪论12-38
• 1.1 引言12-13
• 1.2 太阳能电池的分类13-18
• 1.2.1 硅太阳能电池13-14
• 1.2.2 多元化合物薄膜太阳能电池14-15
• 1.2.3 有机太阳能电池15-16
• 1.2.4 纳米晶太阳能电池16-18
• 1.3 卟啉化合物简介18-19
• 1.4 卟啉分子的自组装19-22
• 1.4.1 分子自组装的原理19-20
• 1.4.2 卟啉自组装的驱动方式20-22
• 1.4.3 卟啉自组装的发展前景22
• 1.5 卟啉及金属卟啉的应用22-31
• 1.5.1 卟啉分子器件方面22-24
• 1.5.2 有机电致发光方面24
• 1.5.3 光存储器件方面24-25
• 1.5.4 染料敏化太阳能电池方面25-30
• 1.5.5 其他方面30-31
• 1.6 本课题的主要工作内容31
• 参考文献31-38
• 第二章 A4 型 Schiff 碱锌卟啉的光谱，光电性能研究及在太阳能电池中的应用38-48
• 2.1 引言38-39
• 2.2 设备材料及电池的制作39-41
• 2.2.1 设备材料39
• 2.2.2 光电池的制作39-41
• 2.3 光谱性质结果与讨论41-43
• 2.3.1 紫外谱图41-42
• 2.3.2 荧光谱图42-43
• 2.4 量化计算结果及讨论43-44
• 2.4.1 分子轨道模拟图43
• 2.4.2 能级图43-44
• 2.5 透射电镜测试结果与讨论44-45
• 2.6 光电性质研究45-46
• 2.6.1 光电池的 IPCE45-46
• 2.6.2 光电池的η46
• 2.7 本章小结46-47
• 参考文献47-48
• 第三章 A4 型 meso-位四苯甲酰腙锌卟啉的光谱，光电性能研究及在太阳能电池中的应用48-58
• 3.1 引言48-49
• 3.2 设备材料及电池的制作49-50
• 3.2.1 设备材料49
• 3.2.2 光电池的制作49-50
• 3.3 光谱性质结果与讨论50-52
• 3.3.1 紫外谱图50-52
• 3.3.2 荧光谱图52
• 3.4 量化计算结果及讨论52-54
• 3.4.1 分子轨道模拟图52-53
• 3.4.2 能级图53-54
• 3.5 光电性质研究54-56
• 3.5.1 光电池的 IPCE54-55
• 3.5.2 光电池的η55-56
• 3.6 本章小结56
• 参考文献56-58
• 第四章 meso-位二取代 N-杂环锌卟啉的光谱，光电性能研究及在太阳能电池中的应用58-69
• 4.1 引言58-59
• 4.2 设备材料及电池组装59-60
• 4.2.1 设备材料59
• 4.2.2 电池组装59-60
• 4.3 光谱性质结果与讨论60-62
• 4.3.1 紫外谱图60-62
• 4.3.2 荧光谱图62
• 4.4 量化计算结果及讨论62-64
• 4.4.1 分子轨道模拟图62-63
• 4.4.2 能级图63-64
• 4.5 透射电镜测试结果与讨论64-65
• 4.6 光电性质研究65-66
• 4.6.1 光电池的 IPCE65
• 4.6.2 光电池的η65-66
• 4.7 本章小结66
• 参考文献66-69
• 硕士期间研究成果69-70
• 致谢70

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