不同固著配位基對碳烯釕金屬光敏染料的影響

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王詩瑩(Shih-Ying Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

不同固著配位基對碳烯釕金屬光敏染料的影響
(Effects of Various Anchoring Ligands on Carbene Based Sensitizers for Dye-Sensitized Solar Cell Applications)

相關論文

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摘要(中)

染料敏化太陽能電池，具高光電轉換效率、低製造成本、透光性、可撓曲性等優點，是目前熱門的研究項目之一。參考我們實驗室先前所合成的染料CBTR，發現利用N-heterocyclic carbene配位基(簡稱NHC Ligand)取代傳統Bipyridine所合成出的染料具有不錯的光電轉換效率表現。因此在我的研究當中，是利用NHC-pyridine Ligand為基礎架構，加入噻吩來延伸染料的共軛系統並引入飽和長碳鏈增加元件穩定性，並接上不同的配位基進行探討，合成出染料CI123與CI124。同時我也合成Bipyridine-ligand-free 的染料DC106，利用兩片不同的NHC Ligand合成出Dicarbene的染料。

摘要(英)

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been considered as a significant source of electricity for their high power conversion efficiency with relatively low cost, and their designing flexibility. Here we report novel N-heterocyclic carbene (NHC)-pyridine ruthenium complexes CI123 and CI124, compared to previously reported CBTR. We have carried out structural modifications on previously reported strong electron donating N-heterocyclic carbene ancillary ligand by incorporating 2-thiophencarboxylic unit on the pyridine ring, thus making it as new carbene based anchoring ligands. Simultaneously, we also synthesized bipyridine-ligand-free dye in which two unsymmetrical NHC-pyridine ligands along with two NCS ligands were utilized to complex with ruthenium metal to form new DC106 sensitizer.

關鍵字(中)

★ 染料敏化太陽能電池

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
謝誌 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
一、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 太陽能電池的發展與種類 6
1-2-1 矽晶太陽能電池 7
1-2-2 化合物形式太陽能電池 10
1-2-3 有機化合物薄膜太陽能電池 11
1-3 染料敏化太陽能電池 13
1-3-1 基本構造 13
1-3-2 元件製程 15
1-3-3 工作原理 16
1-3-4 半導體電極 18
1-3-5 電解質的組成 19
1-3-6 光敏化染料 21
1-3-7 太陽能電池電壓-電流輸出特性 24
1-3-8 釕金屬光敏染料文獻探討 27
1-3-9 N-Heterocyclic Carbene 39
二、結構設計概念與動機 41
2-1 結構設計概念與動機 41
2-2 合成及討論 49
2-2-1 合成策略及結構探討 49
2-2-2 光物理性質研究及探討 55
2-2-3 電化學特性研究及探討 56
2-2-4 染料軌域計算 59
2-3 結論 61
2-4 實驗步驟與光譜數據 62
三、材料及儀器 82
3-1 實驗藥品 82
3-2 實驗儀器 82
3-2-1 核磁共振光譜儀（Nuclear magnetic resonance spectroscopy） 82
3-2-2 紫外光-可見光譜儀（UV-vis spectrophotometer） 83
3-2-3高解析質譜儀（High Resolution Mass Spectrometer） 83
3-2-4元素分析儀 (Elemental Analyzer) 84
3-2-5電化學分析儀 Electrochemical Analyzer (CH Instruments) 84
參考文獻 85
附錄 89

參考文獻

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指導教授

李文仁(Wen-Ren Li)

審核日期

2014-7-21

推文