基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能

选择n-正丁基咔唑作为电子给体,芴酮作为桥键,苯甲酸作为受体,通过桥键芴酮与给体和受体连接位置的改变,设计合成了两个咔唑染料4-(6-(n-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9h-芴-3-基)苯甲酸(hxl-3w)和4-(7-(n-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9h-芴-2-基)苯甲酸(hxl-4z).对咔唑染料的光谱性能、电化学性能和光电转换性能进行了研究,并运用密度泛函理论(dft)方法对其几何结构和紫外-可见光谱进行了优化计算.结果表明,hxl-4z的吸收光谱呈现两个明显的π→π*跃迁吸收峰和一个较小的对应于分子内电荷转移的吸收峰,而hxl-3w的吸收光谱则仅呈现一个π→π*跃迁吸收峰,且摩尔吸光系数远小于hxl-4z.可能是hxl-3w分子结构中给体和受体距离较近,张力较大,导致较差的分子平面性和分子内电荷转移.因而hxl-4z的光吸收能力和电子注入效率较优,从而具有较好的光电转换效率(2.03%)(短路电流(jsc)=3.88ma·cm-2,开路电压(voc)=700mv,填充因子(ff)=0.75).