有機光敏染料及其在DSSC上的應用｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	李宜聰
論文名稱：	有機光敏染料及其在DSSC上的應用
指導教授：	季昀
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2008
畢業學年度：	96
語文別：	中文
論文頁數：	84
中文關鍵詞：	DSSC 、有機染料
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近年來開發新的替代能源，以解決原油高漲的問題，不論在學術界或是工業界，都視為一個很大的挑戰目標。由DSSC所興起的研究潮流，在很短的時間內成為不可忽略的工藝技術；由於DSSC能締造環保、低價位，高效率等諸多優點，勢必能成未來的能源之ㄧ，因此本篇論文主旨在於希望能提供相關的參考價值，特別是在染料分子的合成設計上。

本篇論文的第一部分主要目的是合成具isoxazole官能基的有機染料，藉由常用的triphenylamine作為donor，和bithiophene作為spacer，希望引入isoxazole作為增加電子傳輸的能力，在此設計下合成出一系列的新型染料；在經過元件的測試後，化合物1e能夠有3.6 %的效率；我們藉由X-ray單晶繞射作為結構鑑定，並且在光物理量測方面都有深入的探討。

在第二部份，我們率先以3,4-ethylenedioxylthiophene (EDOT) 來取代近年常用的thiophene作為一個新的spacer。其中化合物2a的元件效率，在以N719為7.7 %的參考之下，可以得到高達7.3 %的效率，是一個很好的有機染料。除此之外，我們也經由DFT理論計算來探討化合物2a、2b不同的acceptor所造成的效率差異，試圖作為往後合成設計上的參考。

第一章、序論                       7
   第一節、前言                       7
   第二節、DSSC的結構及工作原理    9
   第三節、DSSC染料敏化劑的發展    12
   第四節、DSSC電解質的發展             28
   第五節、DSSC的效率測試與相關參數    32
   第六節、研究目的    37
第二章、實驗部份    38
   第一節、試劑與藥品    38
   第二節、分析儀器    38
1.    核磁共振光譜《Nuclear Magnetic Resonance，NMR》    38
2.    質譜分析《Mass Spectrometer，MS》    38
3.    元素組成分析《Elemental Analysis，EA》    39
4.    X-ray單晶繞射《X-ray Single Crystal Diffractometer，XRD》    39
5.    紫外可見光光譜儀《Ultraviolet-Visible spectrometer，UV-VIS》    39
6.    循環伏特計量法 《Cyclic Voltammeter，CV》    39
   第三節、染料的合成    43
第一部份、Triphenylamine derivaties with isoxazoles    43
1. 2,2’-bithiophene    43
2. 1-(5’-bromo-2,2’-bithiophen-5-yl) ethanone    43
3. ethyl 5-(5’-bromo-2,2’-bithiophen-5-yl) isoxazole-3-carboxylate (ebic)    44
4. 4-(diphenylamino) phenylboronic acid (dpa)    45
5. 染料（1a）的合成    46
6. 5-(5’-bromo-2,2’-bithiophene-5-yl) isoxazole-3-carbaldehyde (brobic)    48
7. 染料（dpbic）的合成    48
8. 染料（1b）的合成    49
9. 染料（1c）的合成    50
10.染料（1d）的合成    51
11.染料（1e）的合成    51
第二部份、Organic dyes with EDOT as spacer    53
1. 染料（L1）的合成    53
2. 染料（L2）的合成    53
3. 染料（2a）的合成    54
4. 染料（2b）的合成    55
5. 染料（L3）的合成    55
6. 染料（2c）的合成    56
7. 染料（2d）的合成    56
8. 染料（L4）的合成    57
9. 染料（2e）的合成    57
10.染料（L5）的合成    58
11.染料（2f）的合成    59
第三章、結果與討論    60
第一部份、染料1a ~ 1e 的結果與討論    61
第一節、化合物1a ~ 1e 的基本性質    61
第二節、化合物1a的結構探討    62
第三節、化合物1a ~ 1e 的光物理性質與效率探討    64
第二部份、染料2a ~ 2f的結果與討論    70
第一節、化合物2a ~ 2f的基本性質    70
第二節、化合物2a ~ 2f 光物理性質探討與效率探討    71
第三節、染料2a與2b的理論計算結果    78
第四章、結論    80
第一節、染料1a ~ 1e的結論    80
第二節、染料2a ~ 2f的結論    81
參考文獻    82

                                

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全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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