[发明专利]吲哚啉-二噻吩并喹喔啉-二苯并[a，c]吩嗪染料及其在染料敏化太阳电池中的应用

摘要

本发明公开了吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料及其在染料敏化太阳电池中的应用。该染料为D‑A‑π‑A型纯有机染料，其中，以吲哚啉基团为电子供体，二噻吩并喹喔啉基团和噻吩基团为π桥，氰基乙酸基团为电子受体和锚固基团，同时引入二苯并[a，c]吩嗪基团作为电子辅助受体。本发明的染料分子中引入二苯并[a，c]吩嗪辅助电子受体，增加染料分子的共轭性和调节分子轨道能级，通过共轭大π桥二辛基二噻吩并喹喔啉的刚性平面促进分子内电子转移，并通过烷基链抑制染料的聚集，有效扩大光谱响应范围，延长了电子寿命，具有良好的吸光能力，基于该染料的染料敏化太阳电池能获得到大的光电流，从而取得较高的光电转换效率。

主权项

1.一种吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料，其特征在于，化学结构式如下所示：

式中，R₁和R₂均独立选自C₁～C₂₀的直链烷基、C₁～C₂₀的支链烷基或C₁～C₂₀的烷氧基；X为O或S；

其中，氰基乙酸基团为电子受体和锚固基团。

2.权利要求1所述的一种吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料在染料敏化太阳电池中的应用，其特征在于，将所述吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料作为敏化剂应用于染料敏化太阳电池中，具体为：将负载纳米二氧化钛的导电玻璃基底浸泡在吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料配制的染浴溶液中，吲哚啉‑二噻吩并喹喔啉‑二苯并[a，c]吩嗪染料通过锚固基团吸附在纳米二氧化钛表面，制备成染料敏化太阳电池的工作电极。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述染浴溶液的溶剂包括四氢呋喃；所述染浴溶液的浓度为1～5×10^‑4mol·L^‑1。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述浸泡是在阴暗避光环境中浸泡10～24小时。