[发明专利]用于染料敏化太阳能电池的具有大有机抗衡阴离子的次甲基染料

摘要

本发明涉及一种电极层，其包含用具有能吸收波长为400-1000nm的电磁辐射的抗衡阴离子的次甲基染料敏化且由氧化物半导体细颗粒制成的多孔膜。此外，本发明涉及一种包含所述电极层的光电转化器件、一种包含所述光电转化器件的染料敏化太阳能电池、一种包含所述光电转化器件的有机电子器件，和具有能吸收波长为400-1000nm的电磁辐射的抗衡阴离子的新型次甲基染料。

主权项

一种包含用式(I)染料敏化且由氧化物半导体细颗粒制成的多孔膜的电极层：其中：n为1、2、3、4、5或6；R¹和R²彼此独立地选自氢；未取代的C₁‑C₂₀烷基，其中烷基未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；取代的C₁‑C₂₀烷基，其中烷基未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；未取代的C₁‑C₂₀环烷基，其中烷基未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；取代的C₁‑C₂₀环烷基，其中烷基未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；未取代的C₆‑C₂₀芳基；取代的C₆‑C₂₀芳基；未取代的C₆‑C₂₀杂芳基；取代的C₆‑C₂₀杂芳基；或者R¹可额外为式D的残基；各D独立地选自式D.1和D.2的残基：其中：_*––––表示与式(I)化合物的其余部分的键；R¹⁷和R¹⁸彼此独立地选自未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₄‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔，其中R¹⁴为氢、C₁‑C₂₀烷基或C₆‑C₁₀芳基；或者R¹⁷和R¹⁸与它们所连接的氮原子一起形成未取代或取代的5、6或7元环；或者R¹⁷和R²⁰与R¹⁷所连接的氮原子以及R²⁰和N‑R¹⁷所连接的苯环的碳原子一起形成未取代或取代的5、6或7元环；或者R¹⁷和R²²与R¹⁷所连接的氮原子以及R²²和N‑R¹⁷所连接的苯环的碳原子一起形成未取代或取代的5、6或7元环；和/或R¹⁸和R¹⁹与R¹⁸所连接的氮原子以及R¹⁹和N‑R¹⁸所连接的苯环的碳原子一起形成未取代或取代的5、6或7元环；R¹⁵、R¹⁶、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³和R²⁴彼此独立地选自氢、NR²⁵R²⁶、OR²⁵、SR²⁵、NR²⁵‑NR²⁶R²⁷、NR²⁵‑OR²⁶、O‑CO‑R²⁵、O‑CO‑OR²⁵、O‑CO‑NR²⁵R²⁶、NR²⁵‑CO‑R²⁶、NR²⁵‑CO‑OR²⁶、NR²⁵‑CO‑NR²⁶R²⁷、CO‑R²⁵、CO‑OR²⁵、CO‑NR²⁵R²⁶、S‑CO‑R²⁵、CO‑SR²⁵、CO‑NR²⁵‑NR²⁶R²⁷、CO‑NR²⁵‑OR²⁶、CO‑O‑CO‑R²⁵、CO‑O‑CO‑OR²⁵、CO‑O‑CO‑NR²⁵R²⁶、CO‑NR²⁵‑CO‑R²⁶、CO‑NR²⁵‑CO‑OR²⁶、未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₄‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；R²⁵、R²⁶和R²⁷彼此独立地选自氢、未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₄‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；A为式A.1、A.2、A.3、A.4、A.5、A.6和A.7的残基：其中：#––––表示与式I化合物的其余部分的键；R²⁹为残基G、氢、卤素、OR³⁶、未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；R³⁰、R³¹、R³²和R³³彼此独立地选自残基G、氢、卤素、OR³⁶、NO₂、CN、COR’、COOR’、SO₂R’和SO₃R’、未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；R’独立地选自未取代的芳基、取代的芳基、具有1‑10个碳原子的未取代烷基、具有1‑10个碳原子的包括取代基的取代烷基、具有5‑7个碳原子的未取代环烷基，和具有5‑10个碳原子的包括取代基的取代环烷基，其中在所述烷基或环烷基中，在相应C原子之间可插入一个氧原子或两个不相邻的氧原子；其中在(A.7)中，任选地，R³⁰和R³¹与它们所连接的碳原子一起或者R³²和R³³与它们所连接的碳原子一起形成未取代或取代的5、6或7元环；条件是至少一个基团R²⁹、R³⁰、R³¹、R³²、R³³、R³⁴和R³⁵为残基G；其中：R³⁶为未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基，其中烷基未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；Q为‑S‑、‑C(R³⁴)(R³⁵)‑、‑O‑；R³⁴和R³⁵彼此独立地选自残基G、氢、卤素、OR³⁶、未取代或取代的C₁‑C₂₀烷基、未取代或取代的C₂‑C₂₀链烯基、未取代或取代的C₂‑C₂₀炔基、未取代或取代的C₇‑C₂₀芳烷基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基链烯基、未取代或取代的C₈‑C₂₀芳基炔基、未取代或取代的C₆‑C₂₀芳基、未取代或取代的杂芳基、未取代或取代的杂环基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烷基、未取代或取代的C₅‑C₂₀环烯基和未取代或取代的C₆‑C₂₀环炔基，其中烷基，链烯基，炔基，或芳烷基、芳基链烯基或芳基炔基中的脂族结构部分未被间隔或被O、S、CO、NR¹⁴或其组合间隔；G选自‑R²⁸‑COOH、‑R²⁸‑COO^‑Z⁺、‑R²⁸‑CO(C＝O)OH、‑R²⁸‑CO(C＝O)O^‑Z⁺、‑R²⁸‑S(＝O)₂OH、‑R²⁸‑S(＝O)₂O^‑Z⁺、‑R²‑O‑S(＝O)₂OH、‑R²⁸‑O‑S(＝O)₂O^‑Z⁺、‑R²⁸‑P(＝O)(OH)₂、‑R²⁸‑P(＝O)(O^‑Z⁺)₂、‑R²⁸‑P(＝O)(OH)(O^‑Z⁺)、‑R²⁸‑O‑P(＝O)(OH)₂、‑R²⁸‑O‑P(＝O)(O^‑Z⁺)₂、‑R²⁸‑O‑P(＝O)(OH)(O^‑Z⁺)、‑R²⁸‑CO‑NH‑OH、‑R²⁸‑S(＝O)₂NH‑OH、‑R²⁸‑NR¹⁴‑S(＝O)₂OH和‑R²⁸‑NR¹⁴‑S(＝O)₂O^‑Z⁺；其中：R²⁸为直接键、C₁‑C₂₀亚烷基、C₂‑C₄亚链烯基或C₆‑C₁₀亚芳基；Z⁺为有机或无机阳离子当量；和Y^‑为能吸收波长为400‑1000nm的电磁辐射的阴离子。