專利名稱：新的有機染料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于染料感應太陽能電池(dye-sensitized solar cell, DSSC)的染料及其制造方法。
背景技術：
1991年由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)的邁克爾格萊才爾(Michael Gratzel)研究小組開發(fā)出染料感應納米粒子氧化鈦太陽能電池后，在這一領域進行著很多研究。染料感應太陽能電池因比起現(xiàn)有的硅系太陽能電池，效率高、制造成本顯著低，具有代替現(xiàn)有的非晶硅太陽能電池的可能性，與硅太陽能電池不同，染料感應太陽能電池是以可吸收可 見光而形成電子-空穴(hole)對的染料分子和傳遞所生成電子的過渡金屬氧化物為主要構成材料的光電化學太陽能電池。作為用于染料感應太陽能電池的染料，表現(xiàn)出高的光電轉換效率的釕金屬配位化合物被廣泛地使用至今，但這釕金屬配位化合物有價格昂貴的缺點。最近，發(fā)現(xiàn)在吸光效率、氧化還原反應穩(wěn)定性和分子內(nèi)電荷轉移(charge-transfer, CT)系吸收方面表現(xiàn)出優(yōu)秀的物理性質(zhì)的、不含有金屬的有機染料,可用于作為代替昂貴的釕金屬配位化合物的太陽能電池用染料，所以對不含有金屬的有機染料的研究正在集中進行。有機染料一般具有通過n -鍵單元而連接的電子供體(electron donor)-電子受體(electron acceptor)殘基的結構。在大部分的有機染料中，胺衍生物在發(fā)揮著電子供體的作用，2-氰基丙烯酸或繞丹寧殘基在發(fā)揮著電子受體的作用，這兩個部位通過次甲基單元或噻吩鏈這樣的鍵體系而連接。一般的，作為電子供體的胺單元的結構的變化可以帶來電子特性的變化，例如向青色側位移(shift)的吸光光譜，變化Ji-鍵長度可以調(diào)節(jié)吸光光譜和氧化還原電位(redox potential)。但是，目前為止所知的大部分有機染料，比起釕金屬配位化合物染料，表現(xiàn)出低的轉換效率和低的驅(qū)動穩(wěn)定性，因此想通過改變這樣的電子供體和受體的種類或鍵長度，從而開發(fā)比現(xiàn)有的有機染料化合物具有提高的摩爾吸光系數(shù)、表現(xiàn)出高的光電轉換效率的新的染料的努力一直在持續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題因此，本發(fā)明的目的是提供一種比現(xiàn)有的染料表現(xiàn)出提高了的摩爾吸光系數(shù)、光電轉換效率，可大大提高太陽能電池的效率的有機染料及其制造方法。另外，本發(fā)明的目的提供一種包含上述染料而表現(xiàn)出顯著提高了的光電轉換效率、并且Jsc (短路光電流密度，short circuit photocurrent density)和摩爾吸光系數(shù)優(yōu)秀的染料增感光電轉換元件，以及效率明顯提高了的太陽能電池。
為解決課題的手段為達成上述目的，本發(fā)明提供下述化學式I至4中的任一化學式所示的有機染料。[化學式I]
權利要求
1.一種有機染料，由下述化學式I至4中的任一化學式表示
2.權利要求I所述的有機染料，其特征在于，所述染料為下述結構式中的任ー個
3.化學式I至4中的任一化學式所示的染料的制造方法，是對于使下述化學式D-5或化學式D-6所示的化合物與權利要求I所定義的A、B、A和B、或B和A的前體化合物依次反應后得到的化合物的末端結合C而制造所述染料， [化學式D5]
4.ー種染料增感光電轉換元件，其特征在于，包含負載有權利要求I的有機染料的氧化物半導體微粒。
5.ー種染料感應太陽能電池，其特征在于，包含權利要求4的染料增感光電轉換元件。
全文摘要
本發(fā)明提供新的有機染料及其制造方法，本發(fā)明的有機染料具有作為電子供體的特定脂肪族化合物、并且在中間連接部(間隔基(spacer))具有噻吩系或脫氫噻吩系單元，其被應用于染料感應太陽能電池(dye-sensitized solar cell，DSSC)，表現(xiàn)出比現(xiàn)有的染料提高了的摩爾吸光系數(shù)、Jsc(短路光電流密度)和光電轉換效率，可以大大提高太陽能電池的效率，即使不使用價錢昂貴的柱也可以進行精制，可以劃時代地降低染料合成成本。
文檔編號C09B15/00GK102695759SQ201080059606
公開日2012年9月26日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者安賢哲, 李鐘燦 申請人:株式會社東進世美肯