專利名稱：吡啶類金屬絡合物、包含該金屬絡合物的光電極和包含該光電極的染料敏化太陽能電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新的吡啶類金屬絡合物和包含該金屬絡合物的光電極以及包含該光 電極的染料敏化太陽能電池。
背景技術：
近年來，在太陽能光電技術中，日本專利No.2664194(專利文獻1)和 B.O' Regan 等 人， “A Low-cost, High-efficiency Solar Cell Based on Dye-sensitized Collodal TiO2 Films”，Nature, 1991，第 353 卷，第 737-740 頁(非專利文獻 1)中公
開的染料敏化太陽能電池引起了人們的注意，這是因為該電池不要求高純度的硅半導 體，能夠用相對經(jīng)濟的材料成形和通過易于操作的印刷工藝來加工，因此預期能夠降低 成本。關于這種染料敏化太陽能電池，主要部分包括三個部分半導體光電極(又稱 作“光電極”)、氧化還原型或類似的電解質(zhì)溶液和反電極。用于光電極的半導體例如TiO2具有寬帶隙，因此其自身僅利用紫外線區(qū)域的陽 光；但是，由于吸附在半導體上的染料的敏化，因此利用可見光區(qū)域的陽光實現(xiàn)光電轉(zhuǎn) 化。因此，已將敏化染料的開發(fā)作為對染料敏化太陽能電池實際使用的重要課題而
提出ο多吡啶釕(Ru)類染料(其已經(jīng)在染料敏化太陽能電池中用作敏化染料)由于其 比有機染料更寬的光吸收、相對高的穩(wěn)定性和同樣高的轉(zhuǎn)化效率已引起注意。但是，為了將該染料用于可實用的太陽能電池，必須實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)化效率并且 還需要對外部負載無劣化的長期穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利No.2664194非專利文獻非專利文獻1 B.O，Regan 等人，“A Low-cost, High-efficiency Solar Cell Based on Dye-sensitized Collodal TiO2 Films”，Nature, 1991，第 353 卷，第 737-740 頁

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題本發(fā)明的目的在于提供具有寬吸收帶和優(yōu)異穩(wěn)定性的新有機金屬絡合物，和包 含該金屬絡合物的光電極以及包含該光電極的染料敏化太陽能電池。解決問題的手段因此，本發(fā)明提供吡啶類金屬絡合物，所述絡合物具有如式⑴或(I')所示的部分結(jié)構(gòu)[化學式1]
權利要求
1. 一種具有式⑴或(I’ )所示的部分結(jié)構(gòu)的吡啶類金屬絡合物 [化學式1](I)(I)其中，M為過渡金屬原子；D可以相同或不同，分別表示結(jié)構(gòu)式(2)至(11)所示的共軛鏈中的任意一種， [化學式2]
2.根據(jù)權利要求1所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述具有式⑴或(I’)所示的部 分結(jié)構(gòu)的吡啶類金屬絡合物如下所示 式(12) ML1 (L4)2 ； 式(13) ML1L3L4 ； 式(14) ML1L5X ；或 式(15) ML2L5 ； 其中L1表示苯基吡啶基配體； L2表示苯基聯(lián)吡啶基配體；L3表示權利要求1所述的取代基(D-R-)，或包含可具有取代基的具有1至20個碳原 子的烷基、具有2至10個碳原子的烯基或炔基、具有6至10個碳原子的芳基或雜芳基、 或具有7至13個碳原子的芳基烷基或雜芳基烷基的二齒吡啶基配體；
3.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述苯基吡啶基配體L1和所述苯 基聯(lián)吡啶基配體L2分別為衍生自式(16)和(17)的配體 [化學式3]
4.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述二齒吡啶基配體L3為衍生自 式(18)的配體
5.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述二齒吡啶基配體L4選自衍生 自下式(19)至(22)的配體 [化學式6]
6.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述三齒吡啶基配體L5選自衍生 自下式(23)至(28)的配體 [化學式7]
7.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(12)所示的吡啶類金屬i 合物選自下式(29)至(32)[化學式8]
8.根據(jù)權利要求7所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(12)所示的吡啶類金屬絡 合物如所述式(29)所示。
9.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(13)所示的吡啶類金屬絡 合物選自下式(33)至(36)[化學式9]
10.根據(jù)權利要求9所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(13)所示的吡啶類金屬絡 合物如所述式(33)所示。
11.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(14)所示的吡啶類金屬絡 合物選自下式(37)至(40)[化學式10]
12.根據(jù)權利要求11所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(14)所示的吡啶類金屬 絡合物如式(37)所示。
13.根據(jù)權利要求2所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(15)所示的吡啶類金屬絡 合物選自下式(41)至(42) [化學式11]其中D3、D4、D5、R3、R4和R5與權利要求3的式(17)中的定義相同。
14.根據(jù)權利要求13所述的吡啶類金屬絡合物，其中所述式(15)所示的吡啶類金屬 絡合物如式(41)所示。
15.一種光電極，包含吸附在半導體層表面上的根據(jù)權利要求1所述的金屬絡合物。
16.根據(jù)權利要求15所述的光電極，其中所述半導體層由包括鈦氧化物或錫氧化物的 半導體顆粒形成。
17.一種染料敏化太陽能電池，包括根據(jù)權利要求15所述的光電極。
全文摘要
公開了一種吡啶類金屬絡合物，其具有式(I)或(I’)所示的部分結(jié)構(gòu)其中M表示過渡金屬；D獨立地表示具體的共軛鏈；R獨立地表示鹵素原子、氫原子、或可具有取代基的具有1至20個碳原子的烷基、具有2至10個碳原子的烯基或炔基、具有6至10個碳原子的芳基或雜芳基、或具有7至13個碳原子的芳基烷基或雜芳基烷基。
文檔編號C07F15/00GK102015908SQ200980114299
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權日2008年4月24日
發(fā)明者古宮良一, 沈秀良, 阿什拉富爾·伊斯蘭, 韓禮元 申請人:夏普株式會社