聯(lián)吡啶釕類絡合物的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聯(lián)吡啶釕類絡合物的合成方法，該方法包括：將聯(lián)吡啶釕類絡合物染料前體懸浮于溶劑中，在攪拌中加入季銨鹽，調(diào)節(jié)pH值至7-14，優(yōu)選至10-14；攪拌直至聯(lián)吡啶釕類絡合物染料前體完全溶解后，逐步滴加入酸液酸化直至出現(xiàn)明顯的固體沉淀后，依次進行冷凍、過濾、干燥步驟得到聯(lián)吡啶釕類絡合物固體。
【專利說明】聯(lián)吡啶釕類絡合物的合成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聯(lián)吡啶釕類絡合物的合成方法，該聯(lián)吡啶釕類絡合物可以作為染料敏化太陽能電池的光敏材料。與同類染料相比，本發(fā)明中合成的聯(lián)吡啶釕類絡合物具有更加優(yōu)良的溶解性，可以減少在電池器件制作過程中染料溶液所需要的溶劑，提高染料溶液的濃度，縮短太陽電池工作電極的制作流程，簡化工藝，降低成本。
【背景技術】
[0002]太陽能作為可再生能源之一，具有取之不盡、用之不竭、安全可靠、無污染、不受地理環(huán)境制約等諸多優(yōu)點，愈來愈受到廣泛重視。但是傳統(tǒng)硅太陽能電池的加工工藝非常復雜，材料要求苛刻且不易進行大面積柔性加工，以及某些材料具有毒性，大規(guī)模使用會受到成本和資源分布的限制。1991年，經(jīng)Gratze傳人改進，研制出染料敏化太陽能電池(DSSC)。其光電轉(zhuǎn)換效率達到7.1%-7.9%，接近了多晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，而成本僅為硅光電池的1/10-1/5，使用壽命可達15年以上。由于染料敏化太陽能電池作為新一代太陽能電池的巨大潛力，引起了世界各國的廣泛關注。2011年，GratzeI等人以基于Co (II/III)四(連吡唆)的氧化還原對為電解液，用卟啉作為敏化劑，光電轉(zhuǎn)換效率達到了 12.3%，為目前所報道的最高值。
[0003]染料作為染料敏化太陽能電池的關鍵組成部分，對于太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，壽命，成本以及大規(guī)模生產(chǎn)的可行性都有著至關重要的影響。釕的多吡啶絡合物是最早應用于染料敏化太陽能電池的敏化劑，太陽能電池顯示了良好的穩(wěn)定性，并且其實際應用成為可能，作為光電轉(zhuǎn)換的明星分子，研究熱情長久不衰。 [0004]二氧化鈦半導體膜雖然具有光電轉(zhuǎn)換的特性，但是無法利用可見光以及近紅外光，所以在工作電極的制作過程中，要求把TiO2電極在0.1-0.3 M的染料溶液中浸泡2天，吸附敏化劑，以提高太陽能電池的光吸收范圍。在實際生產(chǎn)過程中，染料溶液浸泡由于耗時極長，成為整個電池制作過程中的決速步驟，并且染料溶液浸泡需要在絕對干燥的條件下進行，設計具有特殊功能，大面積的廠房使整個染料敏化太陽能電池的成本居高不下。通過提高染料溶液的濃度可以縮短染料浸泡的時間，降低電池制作流程對于環(huán)境的要求。
[0005]在文獻報道中，一般都是通過在染料的合成中添加四丁基氫氧化銨陽離子來改善染料的溶解度。
[0006]在已有專利文獻US2007265443、JP2007302879 和 TW20060116728 中，季銨鹽定義
為:
[0007]
【權利要求】
1.一種聯(lián)吡啶釕類絡合物的合成方法，該方法包括: 將聯(lián)吡啶釕類絡合物染料前體懸浮于溶劑中，在攪拌中加入季銨鹽，調(diào)節(jié)PH值至7-14，優(yōu)選至 10-14 ； 攪拌直至聯(lián)吡啶釕類絡合物染料前體完全溶解后，逐步滴加入酸液酸化直至出現(xiàn)明顯的固體沉淀后，依次進行冷凍、過濾、干燥步驟得到聯(lián)吡啶釕類絡合物固體， 其中，所述聯(lián)吡啶釕類絡合物的結(jié)構(gòu)通式如下式(I)所示:
2.如權利要求1所述的方 法，其特征在于，所述聯(lián)吡啶釕類絡合物的結(jié)構(gòu)如下列式(61)- (76)所示:
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶劑為高極性有機溶劑或水；優(yōu)選為醇類溶劑、腈類溶劑或水；更優(yōu)選為乙醇、甲醇或乙腈。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述季銨鹽為X+R63R64R65R66OH-，式中，X為N或P，R63、R64和R65為甲基或乙基，1?66為C5_3Q烷基；優(yōu)選地，X為N或P，R63、R64和R65為甲基，R66為C5_3Q烷基；更優(yōu)選地，X為N，R63、R64和R65為甲基，R66為C8_2Q烷基；和/或所述季銨鹽是季銨鹽的有機溶液或水溶液，其中，有機溶液為高極性溶劑，優(yōu)選為醇類溶劑、腈類溶劑或水；更優(yōu)選為乙醇、甲醇或乙腈。
5.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸液為有機酸或無機酸，優(yōu)選為硝酸、硫酸、鹽酸或磷酸，更優(yōu)選為硝酸；和/或所述酸液為水溶液或有機溶液，優(yōu)選為乙腈、乙醇或甲醇。
6.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸液濃度為0.1-1M，優(yōu)選為0.1-0.5M。
7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，逐步滴加入酸液至pH值為3-6，優(yōu)選為4-5.5。
8.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在酸化后，將所得的產(chǎn)品放入-10至-20°C的冰箱內(nèi)冷凍。
9.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述冷凍的時間為3-72小時，優(yōu)選為3-24小時。
10.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述干燥所用的烘箱的溫度為40-70°C，優(yōu)選為 40-45°C。
【文檔編號】H01G9/20GK103897428SQ201210586089
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李勇明, 詹文海, 楊松旺, 劉巖 申請人:中國科學院上海硅酸鹽研究所