[发明专利]一种杂多配合物/钌配合物电聚合薄膜的制备及其光电性能

说明书

具有良好稳定性以及良好光电转换性能的杂多配合物与钌配位聚合物杂化薄膜，涉及杂多配合物/钌配位聚合物杂化薄膜的制备方法、光电化学活性评价。该薄膜由杂多配合物K₅[BW₁₂O₄₀]和含有三苯胺基单核钉配合物通过静电和电聚合双重作用制备而成。在施加偏压‑0.3V(vs SCE)时，用光强为100mW/cm²的白光(730nm＞λ＞325nm)照射该薄膜，能产生的光电流密度可达12.1μA/cm²，表现出良好的光电转换性能以及良好的整流性质，有望在太阳能电池开发方面得到应用。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及一种由两个组分形成的杂化薄膜，尤其涉及一种硼钨杂多配合物和含有三苯胺基钌配合物的电聚合薄膜的制备方法及其光电化学性质。

背景技术

随着现代科技的发展，单一性能的材料已不能满足人们的需要。通过两种或多种材料的杂化，可以使杂化材料实现不同性能材料之间的分子级复合以及性能得到互补和优化，因此，杂化材料具有广阔的应用前景而受到人们的广泛关注。

杂多配合物是一类具有结构多样性的金属氧簇合物，由于其结构中含有多个高价氧化态的金属离子，在不同的还原电位下可不同程度的接受电子而发生还原反应，另外，杂多配合物的性质可以通过调整其组成和结构得到调整。因此，杂多配合物在电化学、电分析化学领域得到了广泛应用。钌配合物具有丰富的光物理、光化学性质，激发态反应活性高、寿命长，发光性能良好以及稳定性好等特点，常被用于染料敏化太阳能电池中的光敏剂。我们曾报道一些钌(II)配合物与杂多配合物的静电自组装杂化薄膜，并研究了这些薄膜的光电转换性质(Jian Min Qi，Hui Li Wang，Li Hua Gao，Hao Lin，Ke Zhi Wang.A newinorganic-organic hybrid film based on a terpyridyl ruthenium(II)complex and[BW₁₁Zn(H₂O)O₃₉]^7-，Materials letters，2015，153，33-35.Honglei Zhang，Jianmin Qi，Lihua Gao，Kezhi Wang，A hybrid electrostatically self-assembled film based ondinuclear ruthenium(II)polypyridyl complex and europium-substitutedtungstoborate，Colloids and Surfaces A：Physicochem.Eng.Aspects 2016，492，119-126.Huaiyao Ye，Jianmin Qi，Rui Sun，Lihua Gao，Kezhi Wang.Photoelectric activehybrid film based on Ru^II terpyridyl complex and Eu^IIIsubstituted Kegginpolyoxometalate of [Eu(BW₁₁O₃₉)₂]^15-，Electrochimica Acta，2017，256，291-298.)。研究结果表明，此类薄膜在白光照射下能产生稳定的阴极光电流，但是组成杂化薄膜的钌配合物以及杂多配合物的组成和结构对薄膜的光电转换性能具有较大的影响。由此可见，通过调整杂化薄膜材料的组成和结构，可以改善材料的光电转换性能。