CN109859950A - 具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电材料技术领域，具体涉及一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池及其制备方法。本发明的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，自下而上包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、染料敏化介孔半导体层、仿光系统I层、仿光系统II层和金属阳极；所述仿光系统I层和仿光系统II层为不同能级的叶绿素衍生物薄膜，且仿光系统I层的能级要高于仿光系统II层的能级；所述染料敏化介孔半导体层为反式32‑羧基‑焦脱镁叶绿酸‑a和反式82‑羧基‑焦脱镁叶绿酸‑a共敏化介孔二氧化钛。本发明的三层结构的生物太阳能电池器件最高光电转换效率可达4.1％，实现了比前述双层电池高3倍以上的光电转换效率。本发明的制备方法，制备工艺简单，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及光电材料技术领域，具体涉及一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池及其制备方法。
背景技术
当今社会面临能源短缺以及环境污染的双重挑战，时代发展迫切要求我们发展可再生的清洁能源。太阳能由于其环境友好、可再生、并且分布广泛，所以发展新型的太阳能电池愈加受到重视。生物太阳能电池具有良好的柔性、质量较轻、制备工艺简单且成本低廉已获得业内人士的青睐。
叶绿素及其衍生物作为地球上含量最为丰富的天然光合染料，具有吸收可见以及近红外光、电荷转移以及能量转移的能力。同时，在制备叶绿素薄膜的过程中溶剂快速挥发时，叶绿素分子之间可以形成π-π堆积的J-型聚集体，使得π电子可以在整个聚集体上游离而不仅仅局限于单体分子的四吡咯环，从而增加叶绿素聚集体的载流子迁移率。并且之前的研究已证明了绝大多数叶绿素都具有双极性特征(Organic Electronics,14(2013)1972-1979)可以使其或为P型材料或为N型材料应用于光伏器件中。
自然界中Z型光合作用通过两个光系统(光系统I、光系统II)两步光激发诱导的电荷分离的过程。其具体的步骤为在光系统II中将两个水分子氧化为氧气和四个质子，同时光照激发的电子通过电子传输链转移到光系统I中。电子最终在光系统I中被激发并产生足够的势能来还原NADP+。这种两步连续的电荷转移可以有效地将光能转化成化学能。已报道通过引入这一概念的双层叶绿素电池可以获得1.3％的光电转换效率(ACS EnergyLetters,3(2018)1708-1712)。但是这种双层叶绿素生物电池对电荷的抽取能力有限，限制了其电池效率。
发明内容
本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池及其制备方法。本发明通过进一步引入一层由2种不同的叶绿素染料敏化二氧化钛作为电荷收集层，结合两层不同能级的叶绿素衍生物薄膜模拟光系统I以及光系统II，制备了完整的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池器件，并实现比前述双层电池高3倍以上的光电转换效率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，自下而上包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、染料敏化介孔半导体层、仿光系统I层、仿光系统II层和金属阳极；
所述仿光系统I层和仿光系统II层为不同能级的叶绿素衍生物薄膜，且仿光系统I层的能级要高于仿光系统II层的能级；
所述染料敏化介孔半导体层为反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)共敏化介孔二氧化钛。
在上述技术方案中，所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)；所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)。
在上述技术方案中，所述透明导电玻璃阴极为氟掺杂的氧化锡FTO，所述电子传输层为致密氧化钛TiO2，所述金属阳极为Ag。
在上述技术方案中，所述电子传输层厚度为50～60纳米；所述染料敏化介孔半导体层为650～700纳米；所述仿光系统I层厚度为60～70纳米；所述仿光系统II层厚度为60～70纳米；所述金属阳极厚度为80～100纳米。
本发明提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
1)透明导电玻璃阴极的处理：
将洗干净的透明导电玻璃进行臭氧处理；
2)电子传输层的制备：
在步骤1)处理好的透明导电玻璃上旋涂电子传输层；
3)染料敏化介孔半导体层的制备：
在电子传输层上旋涂染料敏化介孔半导体层；
所述染料敏化介孔半导体层为反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)共敏化介孔二氧化钛；
4)仿光系统I层的制备：
在染料敏化介孔半导体层上旋涂仿光系统I层；
5)仿光系统II层的制备：
在仿光系统I层上旋涂仿光系统II层；
6)金属阳极的制备：
在仿光系统II层上蒸镀金属阳极。
在上述技术方案中，所述制备方法具体包括以下步骤：
1)透明导电玻璃阴极的处理：
将洗干净的透明导电玻璃进行臭氧处理30分钟；
2)电子传输层的制备：
将步骤1)处理好的透明导电玻璃放置在匀胶机上旋涂电子传输层，其旋涂过程为4500rpm/min旋转30s，形成一层氧化钛前驱体薄膜，然后立刻放置在热台上进行退火处理，其退火温度及时间为200℃退火30分钟；
3)染料敏化介孔半导体层的制备：
将退火后降至室温的导电基底在匀浆机上旋涂介孔半导体层，其旋涂过程为1500rpm/min旋转40s，形成介孔二氧化钛薄膜，然后将其放置在马弗炉中烧结处理，其烧结温度为500℃，烧结时间为30分钟；随后将降至室温的导电基底在高温干燥箱中浸渍四氯化钛溶液，其浸渍温度以及时间为70℃浸渍1小时；将浸渍后的冲洗烘干后，在马弗炉中500℃烧结30分钟；待温度降至80℃，将导电基底过夜浸泡在反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)的溶液中，获得染料敏化介孔半导体层；
4)仿光系统I层的制备：
在充满氮气的手套箱中在染料敏化介孔半导体层上旋涂仿光系统I层，其旋涂过程为2000rpm/min滴涂60s；
5)仿光系统II层的制备：
在充满氮气的手套箱中在仿光系统I层上旋涂仿光系统II层，其旋涂过程为3000rpm/min滴涂60s；
6)金属阳极的制备：
继续利用有机蒸发镀膜机在压强小于5*10-4时在仿光系统II层上蒸镀金属阳极，其蒸发速率为
在上述技术方案中，
所述电子传输层为致密氧化钛TiO2时，其前驱体溶液的制备过程为：
将100μL钛酸异丙酯溶于含有10μL盐酸的1mL的无水乙醇中，在室温下搅拌5分钟待用。
在上述技术方案中，
所述染料敏化介孔半导体层中介孔二氧化钛溶液的制备过程如下：
将1.97mg二氧化钛纳米颗粒(PST-18NR)溶于1mL无水乙醇中，在室温下搅拌过夜待用；
所述染料敏化介孔半导体层中四氯化钛溶液的制备过程如下：将40μL的1.5g/mL的四氯化钛溶液溶于10mL的去离子水，在室温下搅拌5分钟待用。
在上述技术方案中，步骤3)中所述32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)质量比为0.99:0.01。
在上述技术方案中，
所述染料敏化介孔半导体层中染料溶液的制备过程为下：将叶绿素衍生物0.99mg反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a和0.01mg反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a溶于10mL无水乙醇，在室温下避光搅拌至溶解待用；
所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)时，其溶液的制备过程为：将Chl-A溶于四氢呋喃和氯仿体积比为4：1的混合溶液，室温搅拌至溶解，得到浓度为10mg/mL的Chl-A的溶液；
所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)时，其溶液的制备过程为：将Chl-D溶于氯仿，室温搅拌至溶解，得到浓度为5mg/mL的Chl-D的氯仿溶液。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，通过进一步引入一层由2种不同的叶绿素染料敏化二氧化钛作为电荷收集层，结合两层不同能级的叶绿素衍生物薄膜模拟光系统I以及光系统II，制备了完整的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池器件，最高光电转换效率可达4.1％，实现了比前述双层电池高3倍以上的光电转换效率。
(2)本发明首次使用了3层叶绿素活性层并应用于生物太阳能电池中。
(3)本发明提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，首次提出使用叶绿素材料作为全部吸光层，并且这四种叶绿素材料都能在不同程度上形成聚集体，可以提高载流子迁移率。
(4)本发明提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，所使用的染料敏化剂，仿光系统I层以及仿光系统II层均属于叶绿素衍生物，作为地球上最为丰富的天然染料，合成路线简单、无毒无害、环境友好。
(5)本发明提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其制备工艺简单，生产成本低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池器件结构图及能级图。
图2是本发明所制备的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池器件的J-V曲线图及IPCE图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
结合图1a说明本发明提供的一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，自下而上包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、染料敏化介孔半导体层、仿光系统I层、仿光系统II层和金属阳极；所述仿光系统I层和仿光系统II层为不同能级的叶绿素衍生物薄膜，且仿光系统I层的能级要高于仿光系统II层的能级；所述染料敏化介孔半导体层为反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)共敏化介孔二氧化钛。
优选所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)；所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)；所述透明导电玻璃阴极为氟掺杂的氧化锡FTO，所述电子传输层为致密氧化钛TiO2，所述金属阳极为Ag。
优选所述电子传输层厚度为50～60纳米；所述染料敏化介孔半导体层为650～700纳米；所述仿光系统I层厚度为60～70纳米；所述仿光系统II层厚度为60～70纳米；所述金属阳极厚度为80～100纳米。
本发明所使用的四种叶绿素衍生物的分子式结构如下：
上述四种叶绿素衍生物的不同点在于-3位，-8位和-132位以及有无中心金属，正是由于这些外围取代基以及有无中心金属导致上述四种材料的能级出现差异，从而可以顺利模仿Z型光合作用，参见图1b。
本发明提供一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤：
1)透明导电玻璃阴极的处理：
将洗干净的透明导电玻璃进行臭氧处理30分钟；
2)电子传输层的制备：
将步骤1)处理好的透明导电玻璃放置在匀胶机上旋涂电子传输层，其旋涂过程为4500rpm/min旋转30s，形成一层氧化钛前驱体薄膜，然后立刻放置在热台上进行退火处理，其退火温度及时间为200℃退火30分钟；
3)染料敏化介孔半导体层的制备：
将退火后降至室温的导电基底在匀浆机上旋涂介孔半导体层，其旋涂过程为1500rpm/min旋转40s，形成介孔二氧化钛薄膜，然后将其放置在马弗炉中烧结处理，其烧结温度为500℃，烧结时间为30分钟；随后将降至室温的导电基底在高温干燥箱中浸渍四氯化钛溶液，其浸渍温度以及时间为70℃浸渍1小时；将浸渍后的冲洗烘干后，在马弗炉中500℃烧结30分钟；待温度降至80℃，将导电基底过夜浸泡在反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)的溶液中，获得染料敏化介孔半导体层；优选所述32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)质量比为0.99:0.01；
4)仿光系统I层的制备：
在充满氮气的手套箱中在染料敏化介孔半导体层上旋涂仿光系统I层，其旋涂过程为2000rpm/min滴涂60s；
5)仿光系统II层的制备：
在充满氮气的手套箱中在仿光系统I层上旋涂仿光系统II层，其旋涂过程为3000rpm/min滴涂60s；
6)金属阳极的制备：
继续利用有机蒸发镀膜机在压强小于5*10-4时在仿光系统II层上蒸镀金属阳极，其蒸发速率为
所述电子传输层为致密氧化钛TiO2时，其前驱体溶液的制备过程为：
将100μL钛酸异丙酯溶于含有10μL盐酸的1mL的无水乙醇中，在室温下搅拌5分钟待用。
所述染料敏化介孔半导体层中介孔二氧化钛溶液的制备过程如下：
将1.97mg二氧化钛纳米颗粒(PST-18NR)溶于1mL无水乙醇中，在室温下搅拌过夜待用；
所述染料敏化介孔半导体层中四氯化钛溶液的制备过程如下：将40μL的1.5g/mL的四氯化钛溶液溶于10mL的去离子水，在室温下搅拌5分钟待用。
所述染料敏化介孔半导体层中染料溶液的制备过程为下：将叶绿素衍生物0.99mg反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a和0.01mg反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a溶于10mL无水乙醇，在室温下避光搅拌至溶解待用；
所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)时，其溶液的制备过程为：将Chl-A溶于四氢呋喃和氯仿体积比为4：1的混合溶液，室温搅拌至溶解，得到浓度为10mg/mL的Chl-A的溶液；
所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)时，其溶液的制备过程为：将Chl-D溶于氯仿，室温搅拌至溶解，得到浓度为5mg/mL的Chl-D的氯仿溶液。
实施例1
将在透明衬底上刻蚀好的FTO依次用清洗剂、去离子水、酒精、丙酮、异丙醇各两遍超声处理30分钟，然后配制TiO2的前驱体溶液，将100μL钛酸异丙酯溶于含有10μL盐酸的1mL的无水乙醇中，在室温下搅拌5分钟待用。将1.97mg二氧化钛纳米颗粒(PST-18NR)溶于1mL无水乙醇中，在室温下搅拌过夜待用获得介孔TiO2溶液。40μL的四氯化钛溶液(1.5g/mL)溶于10mL的去离子水，室温下搅拌5分钟。0.99mg Chl-C1和0.01mg Chl-C2叶绿素染料溶于10mL无水乙醇，在室温下避光搅拌至溶解待用。在手套箱中，将Chl-A溶于四氢呋喃和氯仿(体积比为4：1)，室温搅拌至溶解，配制成浓度为10mg/mL的Chl-A溶液，将Chl-D溶于氯仿，在搅拌器上室温搅拌，制成浓度为5mg/mL的Chl-D的氯仿溶液。将FTO臭氧处理30分钟然后放置在匀胶机上，旋涂TiO2前驱体溶液为4500rpm/min旋转30s，形成一层前驱体薄膜，然后立刻放置在热台上进行退火处理，其退火温度及时间为200℃退火30分钟。将退火后降至室温的导电基底在匀浆机上旋涂介孔半导体层，其旋涂过程为1500rpm/min旋转40s，形成介孔二氧化钛薄膜，然后将其放置在马弗炉中烧结处理，其烧结温度为500℃，烧结时间为30分钟。随后将降至室温的导电基底在高温干燥箱中浸渍四氯化钛溶液，其浸渍温度以及时间为70℃浸渍1小时。将浸渍后导电玻璃冲洗烘干后，在马弗炉中500℃烧结30分钟。待温度降至80℃，将导电基底过夜浸泡在叶绿素染料的溶液中，获得染料敏化的介孔半导体层。将基片送入手套箱中，首先以2000rpm/min滴涂叶绿素Chl-A在染料敏化介孔半导体层上旋转60s形成仿光系统I层。然后旋涂Chl-D溶液以3000rpm/min滴涂在仿光系统I层上旋转60s形成仿光系统II层。接着将基片送入有机蒸发镀膜机中，蒸镀金属电极Ag，其蒸发速率为共蒸发膜厚为100nm。由此便得到了应用叶绿素衍生物并具有双有机无机异质结界面的生物太阳能电池。该实施例中电子传输层厚度为52纳米，染料敏化介孔半导体层为680纳米，仿光系统I层/II层厚度均为67纳米。
所述具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的各层的厚度还可以是前述限定的范围内的任意值，这里不再一一例举。
通过测试光伏性能得到的最好光伏参数如下表所示：
图2是本发明所制备的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池器件的J-V曲线图及IPCE图，图2说明了电池的效率符合表中所列的参数，另外IPCE说明电池的光能转换电能的效率可以在300-800纳米波长范围内达到75％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，其特征在于，自下而上包括透明导电玻璃阴极、电子传输层、染料敏化介孔半导体层、仿光系统I层、仿光系统II层和金属阳极；
所述仿光系统I层和仿光系统II层为不同能级的叶绿素衍生物薄膜，且仿光系统I层的能级要高于仿光系统II层的能级；
所述染料敏化介孔半导体层为反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)共敏化介孔二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，其特征在于，所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)；所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)。
3.根据权利要求1所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，其特征在于，所述透明导电玻璃阴极为氟掺杂的氧化锡FTO，所述电子传输层为致密氧化钛TiO2，所述金属阳极为Ag。
4.根据权利要求1所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层厚度为50～60纳米；所述染料敏化介孔半导体层为650～700纳米；所述仿光系统I层厚度为60～70纳米；所述仿光系统II层厚度为60～70纳米；所述金属阳极厚度为80～100纳米。
5.一种权利要求1-4任意一项所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)透明导电玻璃阴极的处理：
将洗干净的透明导电玻璃进行臭氧处理；
2)电子传输层的制备：
在步骤1)处理好的透明导电玻璃上旋涂电子传输层；
3)染料敏化介孔半导体层的制备：
在电子传输层上旋涂染料敏化介孔半导体层；
所述染料敏化介孔半导体层为反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)共敏化介孔二氧化钛；
4)仿光系统I层的制备：
在染料敏化介孔半导体层上旋涂仿光系统I层；
5)仿光系统II层的制备：
在仿光系统I层上旋涂仿光系统II层；
6)金属阳极的制备：
在仿光系统II层上蒸镀金属阳极。
6.根据权利要求5所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)透明导电玻璃阴极的处理：
将洗干净的透明导电玻璃进行臭氧处理30分钟；
2)电子传输层的制备：
将步骤1)处理好的透明导电玻璃放置在匀胶机上旋涂电子传输层，其旋涂过程为4500rpm/min旋转30s，形成一层氧化钛前驱体薄膜，然后立刻放置在热台上进行退火处理，其退火温度及时间为200℃退火30分钟；
3)染料敏化介孔半导体层的制备：
将退火后降至室温的导电基底在匀浆机上旋涂介孔半导体层，其旋涂过程为1500rpm/min旋转40s，形成介孔二氧化钛薄膜，然后将其放置在马弗炉中烧结处理，其烧结温度为500℃，烧结时间为30分钟；随后将降至室温的导电基底在高温干燥箱中浸渍四氯化钛溶液，其浸渍温度以及时间为70℃浸渍1小时；将浸渍后的冲洗烘干后，在马弗炉中500℃烧结30分钟；待温度降至80℃，将导电基底过夜浸泡在反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)的溶液中，获得染料敏化介孔半导体层；
4)仿光系统I层的制备：
在充满氮气的手套箱中在染料敏化介孔半导体层上旋涂仿光系统I层，其旋涂过程为2000rpm/min滴涂60s；
5)仿光系统II层的制备：
在充满氮气的手套箱中在仿光系统I层上旋涂仿光系统II层，其旋涂过程为3000rpm/min滴涂60s；
6)金属阳极的制备：
继续利用有机蒸发镀膜机在压强小于5*10-4时在仿光系统II层上蒸镀金属阳极，其蒸发速率为
7.根据权利要求6所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述电子传输层为致密氧化钛TiO2时，其前驱体溶液的制备过程为：
将100μL钛酸异丙酯溶于含有10μL盐酸的1mL的无水乙醇中，在室温下搅拌5分钟待用。
8.根据权利要求6所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，
所述染料敏化介孔半导体层中介孔二氧化钛溶液的制备过程如下：
将1.97mg二氧化钛纳米颗粒(PST-18NR)溶于1mL无水乙醇中，在室温下搅拌过夜待用；
所述染料敏化介孔半导体层中四氯化钛溶液的制备过程如下：将40μL的1.5g/mL的四氯化钛溶液溶于10mL的去离子水，在室温下搅拌5分钟待用。
9.根据权利要求6所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C1)和反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-C2)质量比为0.99:0.01。
10.根据权利要求6所述的具有三层叶绿素结构的生物太阳能电池的制备方法，其特征在于，
所述染料敏化介孔半导体层中染料溶液的制备过程为下：将叶绿素衍生物0.99mg反式32-羧基-焦脱镁叶绿酸-a和0.01mg反式82-羧基-焦脱镁叶绿酸-a溶于10mL无水乙醇，在室温下避光搅拌至溶解待用；
所述仿光系统I层为3-乙烯基-3-羟甲基-含锌焦脱镁叶绿酸-a聚集体(Chl-A)时，其溶液的制备过程为：将Chl-A溶于四氢呋喃和氯仿体积比为4：1的混合溶液，室温搅拌至溶解，得到浓度为10mg/mL的Chl-A的溶液；
所述仿光系统II层为叶绿素衍生物132-二氰基-焦脱镁叶绿酸-a(Chl-D)时，其溶液的制备过程为：将Chl-D溶于氯仿，室温搅拌至溶解，得到浓度为5mg/mL的Chl-D的氯仿溶液。
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