專利名稱：三苯胺衍生物、制備方法及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于染料敏化太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的以(E)-3-(5- ((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基為推電子基團(tuán)、氰基乙酸為吸電子基團(tuán)的三苯胺衍生物，其制備方法及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境污染和能源危機(jī)已經(jīng)成為人類生存發(fā)展的致命要害，盡快找到可替代的清潔能源已迫在眉睫。我們都知道太陽能是一種取之不盡用之不竭的環(huán)境友好能源，因此開發(fā)并利用太陽能已經(jīng)成為人們的研究重點(diǎn)。利用太陽能的主要途徑之一就 是太陽能電池。目前市場上主要有三種太陽能電池?zé)o機(jī)半導(dǎo)體電池、硅太陽能電池、有機(jī)太陽能電池。相對(duì)于前兩種太陽能電池，有機(jī)太陽能電池發(fā)展相對(duì)較慢，但是它具備很多優(yōu)點(diǎn)，因而備受關(guān)注。有機(jī)染料敏化太陽能電池中起關(guān)鍵作用的就是敏化劑。由于非金屬有機(jī)染料敏化劑一般具有較大的摩爾吸光系數(shù)、便于控制吸收范圍、合成工藝簡單方便、生產(chǎn)成本相對(duì)較低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)使得它在城市居民用電等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。近些年，研究工作者合成并研究了不少有機(jī)染料敏化劑，包括香豆素衍生物、三苯胺衍生物、吩噻嗪衍生物、咔唑衍生物、四氫喹啉衍生物、N，N- 二芳基苯胺類衍生物、聚噻吩衍生物、半菁衍生物等。由于三苯胺具有較好的給電子能力以及優(yōu)良的空穴傳輸性能廣受研究者的青睞，Yanagida研究組第一次將三苯胺單元作為電子給體引入到有機(jī)染料中，經(jīng)器件測(cè)試得到3. 3%-5. 3%的光電轉(zhuǎn)化效率。迄今為止，大部分有機(jī)染料分子結(jié)構(gòu)中的三苯胺給電子基團(tuán)是以單鍵與共軛橋基團(tuán)相連。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供三種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的以(E)-3-(5- ((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基為推電子基團(tuán)、氰基乙酸為吸電子基團(tuán)的三苯胺衍生物，制備方法及其在太陽能電池中的應(yīng)用。本發(fā)明化合物的分子式如下所示，其中碳碳雙鍵為反式存在。
權(quán)利要求
1.一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物，其結(jié)構(gòu)式如下所示
2.權(quán)利要求I所述的一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物的制備方法，其步驟如下 (1)將4-((E) -4- (二苯氨基)苯乙烯基)-N- (4- ((E) -4- 二苯胺基苯乙烯基)-N- (4-乙烯基苯基)苯胺和5-溴呋喃-2-甲醛、5-溴噻吩-2-甲醛或4-溴苯甲醛溶于無水DMF中，加入碳酸鉀、四丁基溴化銨和醋酸鈀，氮?dú)獗Ｗo(hù)下于100-140°C下反應(yīng)20-48小時(shí)；其中5-溴呋喃-2-甲醛、5-溴噻吩-2-甲醛或4-溴苯甲醛，4-((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)-N-(4-((E)-4-二苯胺基苯乙烯基)-N-(4-乙烯基苯基)苯胺，碳酸鉀，四丁基溴化銨和醋酸鈀的摩爾比為I :1. 0-1. 3 :4. 0-5. 0 :4. 0-5. 0 :0. 01-0. 02，在DMF溶劑中，4-((E) -4- (二苯氨基)苯乙烯基)-N- (4- ((E) -4- 二苯胺基苯乙烯基)-N- (4-乙烯基苯基)苯胺的濃度為0. 02-0. lg/ml ； (2)將步驟(I)的反應(yīng)溶液冷卻至室溫，倒入水中，攪拌析出固體，經(jīng)硅膠柱層析分離得到5- ((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)呋喃-2-甲醛、5-((E)-4-(雙(4-((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)噻吩-2-甲醛或4-((E)-4-(雙(4-((E)-4-(二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)苯甲醛；(3)將5- ((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)呋喃-2-甲醒、5_ ((E) _4_ (雙(4_ ((E) _4_ (二苯氛基)苯乙稀基)苯基)氛基)苯乙稀基)喔吩_2_甲醛或4-((E)-4-(雙(4-((E)-4-(二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)苯甲醛與氰基乙酸在有機(jī)溶劑中混合，加入催化劑量的鹽，于100-120°C條件下反應(yīng)8-12小時(shí)，其中5-((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)呋喃-2-甲醒、5_ ((E) _4_ (雙(4_ ((E) _4_ (二苯氛基)苯乙稀基)苯基)氛基)苯乙稀基)喔吩_2_甲醛或4-((E)-4-(雙(4-((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)苯甲醛、氰基乙酸和催化劑的摩爾比為I :2. 0-2. 5 :0. 01-0. 04 ； (4)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液冷卻至室溫，倒入水中，攪拌析出固體，抽濾得到粗產(chǎn)品，再經(jīng)硅膠柱層析分離得到(E)-3-(5- ((E)-4-(雙(4- ((E)-4- (二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基)呋喃-2-基-2-氰基乙酸、(E)-3-(5- ((E)-4-(雙(4- ((E)_4_ (二苯氨基)苯乙稀基)苯基)氛基)苯乙稀基)喔吩-2-基_2_氛基乙酸或(E)_3_ (4_ ((E)_4_(雙(4- ((E) _4_ (二苯氛基)苯乙稀基)苯基)氛基)苯乙稀基)苯基_2_氛基乙酸。
3.如權(quán)利要求2所述的一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于步驟(3)中有機(jī)溶劑為乙酸、乙醇或四氫呋喃。
4.如權(quán)利要求2所述的一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于步驟(3)中催化劑量的鹽是醋酸銨、醋酸鈉或醋酸鉀。
5.如權(quán)利要求2所述的一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物的制備方法，其特征在于步驟(4)中硅膠柱層析所使用的洗脫劑是體積比為10 1的二氯甲烷和甲醇。
6.權(quán)利要求I所述的一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的三苯胺衍生物在染料敏化太陽能電池中用作光敏劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于染料敏化太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種呋喃、噻吩或苯環(huán)橋聯(lián)的以(E)-3-(5-((E)-4-(雙(4-((E)-4-(二苯氨基)苯乙烯基)苯基)氨基)苯乙烯基為推電子基團(tuán)、氰基乙酸為吸電子基團(tuán)的三苯胺衍生物，其制備方法及其在染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用。本發(fā)明的有染料敏化劑合成方法簡單，經(jīng)測(cè)試最終的染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)4.97-6.10％，在一定程度上有望在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。
文檔編號(hào)C07C255/42GK102702145SQ20121017897
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者盧然, 薛鵬沖, 賈俊輝 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)