CN112920213B - 一种含硅稠五环桥连的有机染料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机染料技术领域，公开了一种含硅稠五环桥连的有机染料及其制备方法和应用，该有机染料的化学结构式为
Figure DDA0002919943400000011
本发明的含硅稠五环桥连的有机染料具有刚性三维空间立体构型，抑制染料分子间聚集和减缓电池界面电子复合能力更强，同时具有较高的光热稳定性能；此外，该有机染料制备方法简单，产率高，制备成本低，是一种性能优良的光电材料，以其作为单一敏化剂应用到染料敏化太阳能电池中，能够获得超过7.2％的光电转化效率，且其器件在持续工作480h后仍能保持93％以上的光电转化效率，显示出巨大的应用前景。

Description

一种含硅稠五环桥连的有机染料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及有机染料敏化太阳能电池技术领域，特别涉及一种含硅稠五环桥连的有机染料及其制备方法和应用。
背景技术
伴随着煤炭资源使用带来的日益严峻的污染问题，作为重要清洁能源的太阳能的利用愈发受到国内外的关注。其中，染料敏化太阳能电池(DSSCs)是模拟光合作用，基于纳米技术发展起来的一种新型光伏科技(O’Regan,B.；
Figure BDA0002919943380000011
M.Nature 1991,353,737.)，具有效率高、制作工艺简便、成本低廉等优点。染料敏化剂是DSSCs的核心组分，对电池的光伏性能起到决定性的影响。有机染料由于原料来源广泛、分子结构设计灵活、摩尔吸光系数高等特点受到了科学家越来越多的关注。通过修饰和优化有机染料各组成部分能够有效调控分子轨道能级和拓宽染料吸收光谱，是提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率有效策略。含硅稠环因其独特的电子和空间构型在DSSCs领域获得了优异的光电性能，然而，当前研究主要集中于二噻吩并噻咯单元，稠环个数更多的新型含硅稠环则鲜有文献报道，因此，开发新型的含硅稠环桥连的有机染料具有重要理论和实际价值。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种含硅稠五环桥连的有机染料及其制备方法和应用，含硅稠五环桥连的有机染料具有刚性的三位空间立体构型，能够有效抑制染料分子间聚集和减缓电池界面电子复合，同时具有较高的光热稳定性能。此外，该有机染料制备方法简单，产率高，制备成本低，是一种性能优良的光电材料，以其作为单一敏化剂应用到染料敏化太阳能电池中，能够获得超过7.20％的光电转化效率。
本发明是通过以下技术方实现的：
本发明提供了一种含硅稠五环桥连的有机染料，具有式(Ⅷ)的化学结构式：
Figure BDA0002919943380000012
本发明的进一步改进方案为：
上述含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，包括如下步骤：
S1：使式(I)化合物和式(II)化合物反应生成化合物(Ⅲ)；
Figure BDA0002919943380000021
S2：使式(Ⅲ)化合物反应生成式(Ⅳ)化合物；
Figure BDA0002919943380000022
S3：使式(Ⅳ)化合物发生单溴取代反应生成式(Ⅴ)化合物；
Figure BDA0002919943380000023
S4：使式(Ⅴ)化合物与式(Ⅵ)化合物发生Still偶联反应生成式(Ⅶ)化合物；
Figure BDA0002919943380000024
S5：使式(VII)化合物与氰基乙酸发生Knoevenagel缩合反应生成式(Ⅷ)化合物
Figure BDA0002919943380000031
优选地，在所述S1中使式(Ⅰ)化合物在溶剂无水四氢呋喃中，在正丁基锂的作用下，与式(Ⅱ)化合物发生反应生成式(3)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅰ)化合物：式(Ⅱ)化合物：正丁基锂＝1：0.9～1.5：1～4：反应时间为6～12h。
优选地，在所述S2中，使式(Ⅲ)化合物完全溶解在溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和二氯甲烷的混合溶剂中，与三氯氧磷(POCl3)反应生成式(Ⅳ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅲ)化合物：POCl3＝1：1～24；反应时间为6～8h。
优选地，在所述S3中，使式(Ⅳ)化合物在溶剂四氢呋喃(THF)中与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)发生溴化反应生成式(Ⅴ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅳ)化合物：NBS＝1：1～1.5；反应时间为6～8h。
优选地，在所述S4中，使式(Ⅴ)化合物在溶剂甲苯中，在催化剂四(三苯基膦)钯的作用下作用下与式(Ⅵ)化合物发生Still偶联反应生成式(Ⅶ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅴ)化合物：式(Ⅵ)化合物：四(三苯基膦)钯＝1：1～3：0.02～0.1，反应时间为6～12h。
优选地，在所述S5中，使式(Ⅶ)化合物在混合溶剂乙腈和氯仿中，在有机碱和哌啶的作用下，与氰基乙酸发生Knoevenagel缩合反应生成式(Ⅷ)化合物，即基于硅烷电子给体的有机染料，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅶ)化合物：氰基乙酸：哌啶＝1：1～10：1～10；反应时间为8～24h。
本发明还进一步提供了上述含硅稠五环桥连的有机染料在染料敏化太阳能电池中应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的有机染料是烷氧基取代的三苯胺作为电子给体单元，高度共轭平面化的含硅稠五环作为共轭桥，氰基丙烯酸作为电子受体，构建出一种含硅稠五环有机染料，具有摩尔晓光系数高，光谱吸收范围宽，光捕获性能更强；同时，分子骨架中的长烷基链(或烷氧基链)以及三位空间立体构型的建立能够更加有效防止染料自聚集和抑制界面电子复合，显著提升电池的光伏性能；
2、本发明提供的有机染料在染料敏化太阳能电池中的应用，测试结果表明(如图3)：电池器件短路光电流密度达12.2mAcm-2，开路电压为866mV，填充因子0.685，光电转化效率达到7.20％，对提高染料敏化太阳能电池效率具有实际意义。
附图说明
图1为实施例1制备的一种含硅稠五环有机染料溶解于二氯甲烷溶液(物质的量浓度为1×10-5mol/L)中的紫外-可见吸收光谱图；
图2为实施例1制备的染料的三维立体空间构型；
图3为本发明制作的染料敏化太阳能电池的结构示意图；其中，编号1表示导电玻璃，编号2表示铂层，编号3表示二氧化钛膜，编号4表示电解质，编号5表示光敏染料；
图4为实施例1制备的染料敏化太阳能电池的I-V曲线；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
实施例1
本实施方式提供了一种含硅稠五环有机染料，其化学式如式(Ⅷ)所示
Figure BDA0002919943380000041
上述有机染料(式(Ⅷ)化合物)的制备方法如下：
本实施例中所用式(1)化合物根据文献Wang Z,Miu L,Yao H,et al.Organicsensitizers featuring 9H-thieno[2′,3':4,5]thieno[3,2-b]thieno[2′,3':4,5]thieno[2,3-d]pyrrole core for high performance dye-sensitized solarcells.Dyes Pigments 2019；162:126-35.制备得到；式(6)化合物据文献O.Bettucci,T.Skaltsas,M.Calamante,et al.ACS Appl.Energy Mater.2019,2,5600-561.制备得到；其它反应试剂均可通过商购方式获得。
S1：使式(I)化合物式(II)化合物发生反应生成式(Ⅲ)化合物；
Figure BDA0002919943380000051
本步骤具体地说：在氩气保护，低温-78℃条件下，向100mL茄型反应瓶中，加入用30mL无水四氢呋喃溶解的981mg式(Ⅰ)化合物，低温反应5分钟后，缓慢加入正丁基锂1.56mL(2.4mol/L)，室温反应1h后加入635mg式(Ⅱ)化合物，关闭制冷，缓慢恢复至室温；反应8h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到式(Ⅲ)化合物726mg。为黄绿色粘稠液体，产率为64％。
式(Ⅲ)化合物的结构表征数据为：1HNMR(400MHz,CDCl3):δ6.91(s,2H),2.71(t,J＝7.6Hz,4H),1.53-1.47(m,4H),1.40-1.20(m,32H),1.03-0.99(m,4H),0.91-0.83(m,12H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ150.7,141.9,140.9,135.4,132.5,120.6,33.3,31.9,31.7,30.2,29.1,28.7,24.3,22.7,22.6,14.1,11.5.HRMS(ESI)calcd for C40H63S4Si(M+H+):699.3582,found:699.3589
S2：使式(Ⅲ)化合物反应生成式(Ⅳ)化合物；
Figure BDA0002919943380000052
本步骤具体地说：在100mL单口瓶中加入698mg化合物(Ⅲ)，45℃条件下，用DMF和二氯甲烷(4:1,v/v,15ml)溶解，冷却至室温，加入三氯氧磷615mg，反应至暗红色，再加入三氯氧磷1.845g，继续反应8h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到(Ⅳ)化合物318mg。为淡黄色粘稠液体，产率为51％。
式(Ⅳ)化合物的结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ10.04(s,1H),7.01(s,1H),3.09(t,J＝7.6Hz,2H),2.73(t,J＝7.6Hz,2H),1.86-1.73(m,4H),1.53-1.20(m,36H),1.05-1.01(m,4H),0.92-0.83(m,12H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ181.7,157.2,149.3,148.3,145.7,142.5,142.1,141.9,137.6,135.6,135.5,135.4,132.4,122.3,33.2,31.8,31.6,31.5,30.1,30.0,29.2,29.1,29.0,28.6,28.5,24.1,22.6,22.5,14.1,11.3.HRMS(ESI)calcd for C41H63OS4Si(M+H+):727.3531,found:727.3617.
S3：使式(Ⅳ)化合物单溴反应生成式(V)化合物
Figure BDA0002919943380000061
本步骤具体地说：向100mL单口圆底烧瓶中，加入500mg式(Ⅳ)化合物和20mL三氯甲烷，随后向该体系中分批加入135mg N-溴代丁二酰亚胺，在25℃下避光反应6h；加水淬灭，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝15/1～2/1)提纯得到498mg式(V)化合物，为黄色固体，产率为90％.
式(V)化合物的结构表征数据为：1HNMR(400MHz,CDCl3):δ10.04(s,1H),3.08(t,J＝7.6Hz,2H),2.73(t,J＝7.6Hz,2H),1.85-1.78(m,2H),1.75-1.67(m,2H),1.51-1.19(m,36H),1.03-0.99(m,4H),0.91-0.82(m,12H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ181.7,156.7,148.6,148.2,145.6,142.2,140.7,140.4,137.8,135.2,134.7,132.5,110.3,33.2,31.8,31.6,31.5,30.0,29.4,29.2,29.1,29.0,28.5,28.0,24.1,22.6,22.5,14.1,11.2.HRMS(ESI)calcd for C41H62BrOS4Si(M+H+):805.2636,found:805.2650.
S4：使式(Ⅴ)化合物与式(Ⅵ)化合物发生Still偶联反应生成式(Ⅶ)化合物；
Figure BDA0002919943380000062
本步骤具体地说：在氩气保护条件下，向100mL两口圆底烧瓶中，依次加入340mg式(Ⅴ)化合物、376mg式(Ⅵ)化合物、24mg四(三苯基膦)钯、和15mL甲苯；反应液加热至120℃反应8h冷却至室温，加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝3/1～1/1)提纯得到346mg式(Ⅶ)化合物，红色固体，产率70％。
式(Ⅶ)化合物的结构表征数据为：1H NMR(400MHz,THF-d8):δ10.07(s,1H),7.27(d,J＝8.6Hz,2H),7.07(d,J＝8.8Hz,4H),6.91(d,J＝8.6Hz,2H),6.86(d,J＝8.8Hz,4H),3.95(t,J＝6.4Hz,4H),3.15(t,J＝7.6Hz,2H),2.82(t,J＝7.6Hz,2H),1.86-1.73(m,8H),1.57-1.47(m,10H),1.38-1.21(m,40H),1.12-1.08(m,4H),0.92-0.89(m,12H),0.84(t,J＝6.8Hz,6H).13C NMR(100MHz,THF-d8):δ178.9,154.5,154.4,147.0,146.1,145.5,142.6,142.0,139.9,139.2,138.3,137.4,136.5,133.1,130.1,128.2,127.6,125.1,124.0,117.4,113.3,66.0,32.8,32.3,31.2,30.0,29.9,29.7,29.6,28.1,27.8,27.5,27.3,27.2,27.1,26.5,26.1,23.9,20.7,20.6,11.5,9.2.HRMS(ESI)calcd for C71H100NO3S4Si(M+H+):1170.6355.found:1170.6321.
S5：使式(Ⅶ)化合物与氰基乙酸发生Knoevenagel缩合反应生成式(Ⅷ)化合物
Figure BDA0002919943380000071
本步骤具体地说：向100mL单口烧瓶中，依次加入220mg式(Ⅶ)化合物、48mg氰基乙酸、8mL乙腈、4mL氯仿和48mg哌啶；反应体系加热至80℃反应12h，反应体系冷却到室温，加1mol/L稀盐酸(30mL)和二氯甲烷萃取，有机相用有机相旋蒸除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：二氯甲烷/乙醇＝50/1～10/1)提纯得到123mg有机染料式(Ⅷ)化合物，为红黑色固体，产率为53％。
式(VIII)化合物的结构表征数据为：1H NMR(400MHz,THF-d8):δ8.52-8.47(m,1H),7.27(d,J＝8.4Hz,2H),7.07(d,J＝8.6Hz,4H),6.91(d,J＝8.4Hz,2H),6.96(d,J＝8.6Hz,4H),3.94(t,J＝6.4Hz,4H),3.05-3.0(m,2H),2.83-2.79(m,2H),1.79-1.74(m,6H),1.57-1.46(m,6H),1.37-1.29(m,44H),0.94-0.83(m,22H).13C NMR(100MHz,Pyridine-d5):δ157.7,157.6,149.0,145.4,143.2,141.7,141.6,136.0,134.3,131.4,131.3,130.6,128.8,128.7,127.5,125.0,123.9,123.2,122.7,122.6,120.9,120.7,119.0,117.1,69.5,34.8,34.7,34.4,33.1,32.8,30.6,30.5,30.4,27.0,25.7,24.9,24.7,23.9,23.8,19.7,18.6,16.4,15.3,15.2,15.1,12.5.HRMS(ESI)calcd for C74H101N2O4S4Si(M+H+):1237.6414,found:1237.6412.
本实施例中，通过五步连续反应合成有机染料式(VIII)化合物的总收率为10.9％。
实施例2
本实施例与实施例1大致相同，主要区别在于：
式(Ⅲ)化合物的合成：
在氩气保护，低温-78℃条件下，向100mL茄型反应瓶中，加入用30mL无水四氢呋喃溶解的1.47g式(Ⅰ)化合物，低温反应5分钟后，缓慢加入正丁基锂2.34mL(2.4mol/L)，温反应1h后加入794mg化合物(Ⅱ)，关闭制冷，缓慢恢复至室温；反应12h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到(Ⅲ)化合物782mg，为黄绿色粘稠液体，产率为46％。
式(Ⅳ)化合物的合成：
在100mL单口瓶中加入600mg化合物(Ⅲ)，45℃条件下，用DMF和二氯甲烷(4:1,v/v,15mL)溶解，冷却至室温，加入三氯氧磷528mg，反应至暗红色，再加入三氯氧磷1056mg，反应8h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到(Ⅳ)化合物252mg。为淡黄色粘稠液体，产率为41％。
式(V)化合物的合成：
向100mL单口圆底烧瓶中，加入210mg式(Ⅳ)化合物和12mL三氯甲烷，随后向该体系中分批加入50mg N-溴代丁二酰亚胺，在25℃下避光反应6h；加水淬灭，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝15/1～2/1)提纯得到178mg式(V)化合物，为黄色固体，产率为86％。
式(Ⅶ)化合物的合成：
在氩气保护条件下，向100ml两口圆底烧瓶中，依次加入160mg式(V)化合物、132mg式(Ⅵ)化合物、6mg四(三苯基膦)钯、和10mL甲苯；反应液加热至120℃反应8h冷却至室温，加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝3/1～1/1)提纯得到135mg式(Ⅶ)化合物，黄色固体，产率58％。
式(Ⅷ)化合物，即一种含硅稠五环桥连的的有机染料合成：
向100mL单口烧瓶中，依次加入110mg式(Ⅶ)化合物、16mg氰基乙酸、10mL乙腈、5mL氯仿和16mg哌啶；反应体系加热至80℃反应24h，反应体系冷却到室温，加1mol/L稀盐酸(15mL)和二氯甲烷萃取，有机相用有机相旋蒸除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：二氯甲烷/乙醇＝50/1～15/1)提纯得到34mg有机染料式(8)化合物，为红色固体，产率为29％。
本实施方式中，通过五步连续反应合成有机染料式(Ⅷ)化合物的总收率为2.1％。
实施例3
本实施例与实施例1大致相同，主要区别在于：
式(Ⅲ)化合物的合成：
在氩气保护，低温-78℃条件下，向100mL茄型反应瓶中，加入用30mL无水四氢呋喃溶解的981mg式(Ⅰ)化合物，低温反应5分钟后，缓慢加入正丁基锂1.56mL(2.4mol/L)，温反应1h后加入794mg式(Ⅱ)化合物，关闭制冷，缓慢恢复至室温；反应8h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到式(Ⅲ)化合物737mg。为黄绿色粘稠液体，产率为65％。
式(Ⅳ)化合物的合成：
在100mL单口瓶中加入600mg化合物(Ⅲ)，45℃条件下，用DMF和二氯甲烷(4:1,v/v,15mL)溶解，冷却至室温，加入三氯氧磷528mg，反应至暗红色，再加入三氯氧磷2.11g，反应8h。加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂，得到(Ⅳ)化合物264mg。为淡黄色粘稠液体，产率为43％。
式(V)化合物的合成：
向100mL单口圆底烧瓶中，加入210mg式(Ⅳ)化合物和12mL三氯甲烷，随后向该体系中分批加入75mg N-溴代丁二酰亚胺，在25℃下避光反应6h；加水淬灭，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝15/1～2/1)提纯得到188mg式(V)化合物，为黄色固体，产率为91％。
式(Ⅶ)化合物的合成：
在氩气保护条件下，向100ml两口圆底烧瓶中，依次加入160mg式(V)化合物、211mg式(Ⅵ)化合物、24mg四(三苯基膦)钯、和10mL甲苯；反应液加热至120℃反应12h冷却至室温，加水和乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，减压蒸馏除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：石油醚/二氯甲烷＝3/1～1/1)提纯得到166mg式(Ⅶ)化合物，黄色固体，产率72％。
式(Ⅷ)化合物，即一种含硅稠五环桥连的的有机染料合成：
向100mL单口烧瓶中，依次加入110mg式(Ⅶ)化合物、40mg氰基乙酸、10mL乙腈、5mL氯仿和40mg哌啶；反应体系加热至80℃反应24h，反应体系冷却到室温，加1mol/L稀盐酸(15mL)和二氯甲烷萃取，有机相用有机相旋蒸除去溶剂；粗产品经柱层析(淋洗剂：二氯甲烷/乙醇＝50/1～15/1)提纯得到63mg有机染料式(Ⅷ)化合物，为红色固体，产率为54％。
本实施方式中，通过五步连续反应合成有机染料式(Ⅷ)化合物的总收率为9.9％。
实施例4
本实施例制备的一种含硅稠五环桥连的有机染料(VIII)，其紫外-可见吸收光谱如图1所示，从图中可以看出，该有机染料具有较高的摩尔消光系数和宽的光捕获范围，显示较强光捕获性能。同时其分子结构呈现出三维空间立体构型(图2所示)，有利于抑制染料分子间具体和减缓界面电子复合，提升界面电子的分离与传输效率。
本实施例提供了一种实施例1制备的染料(Ⅷ)在染料敏化太阳能电池中的应用。如图3，为实施例1制作的染料敏化太阳能电池的结构示意图，其具体使用方法与申请号为201810458782.1、发明名称为《咔唑基桥连D-π-A型有机染料及其制备方法和应用》的发明专利申请中公开的使用方法相同。测试光源：AM 1.5(solar simulator-Oriel 91160-1000,300W)，数据采集采用Keithley 2400数字源表。测试结果见图4，电池器件短路光电流密度达12.2mAcm-2，开路电压为866mV，填充因子0.685，光电转化效率达到7.20％。同时，在持续老化试验480h后，其效率仍能保持93％以上，表现出优异的光热稳定性能，体现出其较高的商业应用前景。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种含硅稠五环桥连的有机染料，其特征在于，具有式(Ⅷ)的化学结构式：
Figure FDA0002919943370000011
2.一种如权利要求1所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：使式(I)化合物和式(II)化合物反应生成化合物(Ⅲ)
Figure FDA0002919943370000012
S2：使式(Ⅲ)化合物反应生成式(Ⅳ)化合物
Figure FDA0002919943370000013
S3：使式(Ⅳ)化合物发生单溴取代反应生成式(Ⅴ)化合物
Figure FDA0002919943370000014
S4：使式(Ⅴ)化合物与式(Ⅵ)化合物发生Still偶联反应生成式(Ⅶ)化合物
Figure FDA0002919943370000021
S5：使式(VII)化合物与氰基乙酸发生Knoevenagel缩合反应生成式(Ⅷ)化合物
Figure FDA0002919943370000022
3.根据权利要求2所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于：
在所述S1中，使式(Ⅰ)化合物在溶剂无水四氢呋喃中，在正丁基锂的作用下，与式(Ⅱ)化合物发生反应生成式(Ⅲ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅰ)化合物：式(Ⅱ)化合物：正丁基锂＝1：0.9～1.5：1～4：反应时间为6～12h。
4.根据权利要求2所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于：
在所述S2中，使式(Ⅲ)化合物完全溶解在溶剂N，N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷的混合溶剂中，与三氯氧磷反应生成式(Ⅳ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅲ)化合物：POCl3＝1：1～24；反应时间为6～8h。
5.根据权利要求2所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于：
在所述S3中，使式(Ⅳ)化合物在溶剂四氢呋喃中与N-溴代丁二酰亚胺发生溴化反应生成式(Ⅴ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅳ)化合物：NBS＝1：1～1.5；反应时间为6～8h。
6.根据权利要求2所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于：
在所述S4中，使式(Ⅴ)化合物在溶剂四氢呋喃中，在催化剂四(三苯基膦)钯的作用下与式(Ⅵ)化合物发生Still偶联反应生成式(Ⅶ)化合物，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅴ)化合物：式(Ⅵ)化合物：四(三苯基膦)钯＝1：1～3：0.02～0.1，反应时间为6～12h。
7.根据权利要求2所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料的制备方法，其特征在于：
在所述S5中，使式(Ⅶ)化合物在混合溶剂乙腈和氯仿中，在有机碱哌啶的作用下，与氰基乙酸发生Knoevenagel缩合反应生成式(Ⅷ)化合物，即基于硅烷电子给体的有机染料，其中各物质用量以物质的量计，式(Ⅶ)化合物：氰基乙酸：哌啶＝1：1～10：1～10；反应时间为8～24h。
8.一种如权利要求1所述的一种含硅稠五环桥连的有机染料在染料敏化太阳能电池中的应用。
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