基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能

郝学良 赵金鸽 高建荣 韩亮

引用本文: 郝学良, 赵金鸽, 高建荣, 韩亮. 基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能[J]. 物理化学学报, 2015, 31(10): 1977-1984. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509075 shu
Citation:  HAO Xue-Liang, ZHAO Jin-Ge, GAO Jian-Rong, HAN Liang. Synthesis and Photoelectric Properties of Carbazole Sensitizing Dyes Based on a Benzoic Acid Acceptor[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(10): 1977-1984. doi: 10.3866/PKU.WHXB201509075 shu

基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21406202, 21176223) (21406202, 21176223)

    浙江省自然科学基金(LY13B020012)资助项目 (LY13B020012)

摘要:

选择N-正丁基咔唑作为电子给体, 芴酮作为桥键, 苯甲酸作为受体, 通过桥键芴酮与给体和受体连接位置的改变, 设计合成了两个咔唑染料4-(6-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-3-基)苯甲酸(HXL-3W)和4-(7-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-2-基)苯甲酸(HXL-4Z). 对咔唑染料的光谱性能、电化学性能和光电转换性能进行了研究, 并运用密度泛函理论(DFT)方法对其几何结构和紫外-可见光谱进行了优化计算. 结果表明, HXL-4Z的吸收光谱呈现两个明显的ππ*跃迁吸收峰和一个较小的对应于分子内电荷转移的吸收峰, 而HXL-3W的吸收光谱则仅呈现一个ππ*跃迁吸收峰, 且摩尔吸光系数远小于HXL-4Z. 可能是HXL-3W分子结构中给体和受体距离较近, 张力较大, 导致较差的分子平面性和分子内电荷转移. 因而HXL-4Z的光吸收能力和电子注入效率较优, 从而具有较好的光电转换效率(2.03%) (短路电流(JSC) = 3.88 mA·cm-2, 开路电压(VOC) = 700 mV, 填充因子(FF) = 0.75).

English

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  • 发布日期:  2015-10-10
  • 收稿日期:  2015-07-13
  • 网络出版日期:  2015-09-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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