KR20160003566A - 감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지 - Google Patents

감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20160003566A
KR20160003566A KR1020150092060A KR20150092060A KR20160003566A KR 20160003566 A KR20160003566 A KR 20160003566A KR 1020150092060 A KR1020150092060 A KR 1020150092060A KR 20150092060 A KR20150092060 A KR 20150092060A KR 20160003566 A KR20160003566 A KR 20160003566A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dye
porphyrin
group
photosensitive
based dye
Prior art date
Application number
KR1020150092060A
Other languages
English (en)
Inventor
첸-유 예
치-룬 마이
보-쳉 구오
팡-이 호
치-훙 시에
Original Assignee
내셔날 충싱 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 내셔날 충싱 유니버시티 filed Critical 내셔날 충싱 유니버시티
Publication of KR20160003566A publication Critical patent/KR20160003566A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B47/00—Porphines; Azaporphines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/008—Dyes containing a substituent, which contains a silicium atom
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/371—Metal complexes comprising a group IB metal element, e.g. comprising copper, gold or silver
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Abstract

감광성 포르피린계 염료는 염료 감응형 태양 전지와 같은 광전 변환 장치에 사용되도록 최적화된다. 감광성 포르피린계 염료는 포르피린 중심, 1종 이상의 전자 공여체 단위, 1종 이상의 전자 수용체 단위 및 선택적인 차단체 단위를 가지며, 이 단위들은 포르피린 중심에 직접 연결되거나 또는 에티닐-가교기를 통해 포르피린 중심에 연결된다.

Description

감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지{PHOTOSENSITIVE PORPHYRIN-BASED DYE AND DYE-SENSITIZED SOLAR CELL}
본 발명은 감광성 포르피린계 염료, 보다 상세하게는 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 염료-감응형 태양 전지에 관한 것이다.
최근, 환경 보호에 대한 경각심이 높아지면서, 재생 에너지에 대한 요구가 늘고 있다. 다양한 재생 에너지원들 중에서, 태양 에너지는 고갈되지 않는 깨끗한 에너지를 제공하기 때문에 화석 연료를 대신할 새로운 에너지원으로 기대를 받고 있다. 태양 에너지는 오염물질을 발생시키지 않고 전기 에너지로 변환될 수 있다. 즉, 태양 에너지원은 가장 실행 가능한 재생 에너지원이다.
일반적으로, 태양 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용된다. 종래의 태양 전지는 반도체성 물질로 제조된다. 특히, 실리콘계 태양 전지가 시장에서 주류이다. 태양 전지의 광전 변환 효율 및 비용-효과는 점점 향상되고 있다. 그러나, 종래의 태양 전지의 광전 변환 효율 및 비용-효과는 여전히 불만족스럽다. 이에, 다수의 학문적 기관 및 제조업체들은 성능을 높이고 제조 비용을 줄이기 위해 본래의 태양 전지 구성을 개선하고 신규한 태양 전지 구성을 찾으려는 많은 노력을 하고 있다. 예를 들어, 염료-감응형 태양 전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)는, 이 염료-감응형 태양 전지의 제조 비용이 종래의 실리콘계 태양 전지의 제조 비용의 1/10 내지 1/5 정도로 낮기 때문에, 후보 태양 전지들 중 하나이다. 더욱이, 고온 진공 환경 하에서의 염료-감응형 태양 전지의 제조가 필수적이지 않기 때문에, 염료-감응형 태양 전지의 제조 조건은 종래의 실리콘계 태양 전지보다 덜 엄격하다.
염료-감응형 태양 전지는 화학 반응으로부터 광전류를 발생시키기 위해 염료계 감광제의 광여기(photoexcitation)를 이용하는 광전기 화학 시스템이다. 일반적으로, 염료-감응형 태양 전지는 기판, 투명 전도성 필름, 반도체 필름, 염료, 전해질 및 대향 전극(counter electrode)을 포함한다. 작동 원리는 하기와 같이 예시될 것이다. 우선, 이산화 티타늄 또는 산화 아연 반도체 필름은 특별한 흡광 염료로 코팅된다. 염료가 태양광에 의해 조사되는 경우, 염료의 전자는 바닥 상태에서 여기 상태로 여기된다. 여기된 전자는 반도체 필름의 전도대(conduction band)로 주입되어, 자유 전자로 된다. 이들 자유 전자는, 반도체 필름과 연결되는 전도성 유리 또는 전도성 플라스틱(전도성 폴리머)을 통해 흐를 수 있다. 그 결과, 전류가 발생된다. 전해질은 염료의 다른 쪽 면에 위치한다. 전자를 잃은 염료 분자는 전해질로부터 전자를 받아, 본래의 상태로 되돌아갈 수 있다. 그런 다음, 염료로부터 흐르는 전자는 로드(load)를 통과하여, 전해질과 접촉하고 있는 백금 전극에 도달한다. 결과적으로, 전해질은 이들 자유 전자를 받으며, 완전한 루프(loop)가 만들어진다. 염료-감응형 태양 전지에서, 감광성 염료의 코팅 방식 및 감광성 염료의 구조는 광전 변환 효율 및 염료-감응형 태양 전지의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 더욱이, 감광성 염료의 선택은 염료-감응형 태양 전지의 비용과 매우 연관이 있으며, 심지어 태양 전지의 개발 잠재력과도 연관이 있다.
유기 감광성 염료는 태양 전지의 개발에서 높은 흡수 계수, 용이한 변형 및 조절가능한 광물리학적 특성의 면에서 강조되어 왔다. 발명자는 US 2010/0125136 A1에서 감광성 포르피린계 염료를 기술한 바 있다. 포르피린은 인공 엽록소로 여겨진다. 엽록소는 식물에서 발견되는 녹색 안료로서, 식물이 빛을 흡수하여 광합성을 개시, 즉 이산화탄소 및 물로부터 산소 및 탄수화물을 생성할 수 있게 한다. 포르피린은 염료-감응형 태양 전지에서 유사한 역할을 하는데, 예를 들어, 가시광선 에너지 및 근적외선 광 에너지를 전기 에너지로 변환시킨다. 염료-감응형 태양 전지에서 포르피린 분자를 사용하는 이점으로는, 이산화 티타늄의 이용에 대한 여기된 전자의 적절한 에너지 수준, 광범위한 태양광 흡수 범위, 및 여기된 전자의 보다 긴 수명을 포함한다. 그러나, 포르피린을 사용하는 종래의 태양 전지는 만족스런 이득을 얻지 못한다. 포르피린 분자가 쉽게 응집(aggregate)되어, 광전 변환 효율에 영향을 미치는 것으로 확인된다.
따라서, 신규한 감광성 포르피린계 염료는 염료-감응형 태양 전지와 같은 광전 변환 장치를 위한 감광성 염료의 특성을 향상시키기 위해 본 개시내용에서 개발되고 있다. 광전 변환 효율, 태양 전지의 안정성, 합성의 용이성 및 비용 효율 간의 균형은 염료-감응형 태양 전지의 상업적인 경쟁을 높일 수 있다.
미국 공개특허 2010/0125136 A1
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 염료-감응형 태양 전지와 같은 광전 변환 장치를 위한 신규한 감광성 포르피린계 염료를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 신규한 감광성 포르피린계 염료를 포함하는 연료-감응형 태양 전지를 제공하는 것이다.
본 발명은 염료-감응형 태양 전지와 같은 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료를 제공한다. 감광성 포르피린계 염료는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00001
(I),
Figure pat00002
(II),
Figure pat00003
(III),
Figure pat00004
(IV),
Figure pat00005
(V),
Figure pat00006
(VI),
Figure pat00007
(VII),
Figure pat00008
(VIII),
Figure pat00009
(IX),
Figure pat00010
(X),
Figure pat00011
(XI), 또는
Figure pat00012
(XII).
상기 D는 하기 구조식을 가진 전자 공여체 단위(electron donor unit)를 나타낸다:
Figure pat00013
,
Figure pat00014
,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
또는
Figure pat00028
상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이다. 동일한 구조식에서 2종의 전자 공여체 단위 D는 동일하거나 또는 상이하다. 상기 A는 하기 구조식을 가진 전자 수용체 단위(electron acceptor unit)를 나타낸다:
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
,
Figure pat00041
,
Figure pat00042
,
Figure pat00043
,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
,
Figure pat00047
,
Figure pat00048
,
Figure pat00049
,
Figure pat00050
,
Figure pat00051
,
Figure pat00052
,
Figure pat00053
,
Figure pat00054
,
Figure pat00055
,
Figure pat00056
,
Figure pat00057
,
Figure pat00058
,
Figure pat00059
,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
,
Figure pat00070
,
Figure pat00071
,
Figure pat00072
,
Figure pat00073
,
Figure pat00074
,
Figure pat00075
,
Figure pat00076
,
Figure pat00077
,
Figure pat00078
, 또는
Figure pat00080
.
동일한 구조식에서 2종의 전자 수용체 단위 A는 동일하거나 또는 상이하다. 상기 P는 하기 구조식을 가진 선택적인 차단체 단위(blocker unit)를 나타낸다:
Figure pat00081
,
Figure pat00082
,
Figure pat00083
,
Figure pat00084
,
Figure pat00085
,
Figure pat00086
또는
Figure pat00087
상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이다. 동일한 구조식에서 2종의 차단체 단위 P는 동일하거나 또는 상이하다.
일 실시예에서, 전자 공여체 단위 D는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00088
,
Figure pat00089
,
Figure pat00090
,
Figure pat00091
또는
Figure pat00092
상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이다.
일 실시예에서, 전자 수용체 단위 A는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00093
,
Figure pat00094
,
Figure pat00095
또는
Figure pat00096
.
일 실시예에서, 차단체 단위 P는
Figure pat00097
또는
Figure pat00098
이며, 상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이다.
본 발명은 염료-감응형 태양 전지와 같은 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료를 제공한다. 감광성 포르피린계 염료는 하기 구조식을 가진 5-(4-카르복시페닐에티닐)-15-(4-(N,N-다이옥틸아미노)페닐에티닐)-10,20-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-메톡시페닐)포르피리나토 아연(II)이다:
Figure pat00099
.
본 발명은 전술한 감광성 포르피린계 염료를 포함하는 염료-감응형 태양 전지를 제공한다. 감광성 포르피린계 염료는 반도체 필름 상에 코팅되며, 감광제로서 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 감광성 염료는 광전 변환 효율과 태양 전지의 안정성과 같은 감광성 염료의 특성이 향상될 수 있다. 또한, 합성이 용이하고 비용적으로 효율적인 효과가 있다.
본 개시내용은 이제 하기의 실시예를 참조로 보다 구체적으로 기술될 것이다. 본 발명의 실시예에 대한 하기의 설명은 본원에서 예시와 설명 목적으로만 제시될 뿐임을 주지해야 한다. 완전하거나(exhaustive) 또는 개시된 정확한 형태로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.
본 개시내용은, 염료의 감광성의 이점을 취하여 광전 변환에 일조하는, 임의의 광전 변환 장치(예를 들어, 염료-감응형 태양 전지)에 적합한 감광성 포르피린계 염료를 제공한다. 염료-감응형 태양 전지의 광전 변환 효율을 증강시키기 위해서는, 감광성 염료의 전자가 태양광에 의해 여기될 수 있는 것으로는 충분하지 않다. 또한, 여기된 상태에서 전자의 에너지 레벨은 반도체 필름의 물질(예를 들어, 이산화 티타늄)의 에너지 레벨과 일치해야 한다. 결과적으로, 여기된 전자는 반도체 필름으로 이송되어, 전류를 발생시킬 수 있다. 더욱이, 광전 변환 효율을 높이기 위해서는, 감광성 염료의 흡수 스펙트럼에서 흡수 범위가 보다 많은 태양 에너지를 흡수할 수 있도록 가능한 한 넓어야 한다.
상기 요구를 충족시키기 위해, 본 개시내용은 반도체 필름 상에 코팅되며 감광제로서 사용되는, 신규한 감광성 포르피린계 염료를 제공한다. 이들 일련의 감광성 포르피린계 염료는 하기 구조식 (I) 내지 (XII) 중 하나를 가진 에티닐-가교된 포르피린 염료이며, 여기서, 포르피린 중심은 메틴 가교기(=CH-)를 통해 서로 연결된 4 개의 변성 피롤 아단위(subunit)를 가진다:
Figure pat00100
(I),
Figure pat00101
(II),
Figure pat00102
(III),
Figure pat00103
(IV),
Figure pat00104
(V),
Figure pat00105
(VI),
Figure pat00106
(VII),
Figure pat00107
(VIII),
Figure pat00108
(IX),
Figure pat00109
(X),
Figure pat00110
(XI), 및
Figure pat00111
(XII).
상기 D는 전자 공여체 단위(electron donor unit)를 나타내며, 상기 A는 전자 수용체 단위(electron acceptor unit)를 나타내며, 상기 P는 차단체 단위(blocker unit)를 나타낸다. 구조식들 중 하나에서, 2종의 전자 공여체 단위 D, 2종의 전자 수용체 단위 A 또는 2종의 차단체 단위 P가 존재하는 경우, 동일한 종류의 2종의 단위는 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
상기 단위 D, A 및 P의 각각의 구조는 하기의 상세한 설명에 자세히 기술되어 있다.
전자 공여체 단위 D는 하기 구조식을 가진 전자 공여기(electron-donating group)를 포함한다:
Figure pat00112
,
Figure pat00113
,
Figure pat00114
,
Figure pat00115
,
Figure pat00116
,
Figure pat00117
,
Figure pat00118
,
Figure pat00119
,
Figure pat00120
,
Figure pat00121
,
Figure pat00122
,
Figure pat00123
,
Figure pat00124
,
Figure pat00125
,
Figure pat00126
, 또는
Figure pat00127
.
바람직한 일 실시예에서 전자 공여체 단위 D의 전자 공여기는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00128
,
Figure pat00129
,
Figure pat00130
,
Figure pat00131
또는
Figure pat00132
,
상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이다.
전자 수용체 단위 A는 전자 당김기(electron-withdrawing group)를 포함한다. 전자 공여체 단위 D의 전자 공여기 및 전자 수용체 단위 A의 전자 당김기는 밀기-당기기 구조(push-pull configuration)를 형성하여, 감광성 포르피린계 염료가 응집 문제점을 극복하도록 개선시킬 수 있다. 전자 수용체 단위 A의 전자 당김기는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00133
,
Figure pat00134
,
Figure pat00135
,
Figure pat00136
,
Figure pat00137
,
Figure pat00138
,
Figure pat00139
,
Figure pat00140
,
Figure pat00141
,
Figure pat00142
,
Figure pat00143
,
Figure pat00144
,
Figure pat00145
,
Figure pat00146
,
Figure pat00147
,
Figure pat00148
,
Figure pat00149
,
Figure pat00150
,
Figure pat00151
,
Figure pat00152
,
Figure pat00153
,
Figure pat00154
,
Figure pat00155
,
Figure pat00156
,
Figure pat00157
,
Figure pat00158
,
Figure pat00159
,
Figure pat00160
,
Figure pat00161
,
Figure pat00162
,
Figure pat00163
,
Figure pat00164
,
Figure pat00165
,
Figure pat00166
,
Figure pat00167
,
Figure pat00168
,
Figure pat00169
,
Figure pat00170
,
Figure pat00171
,
Figure pat00172
,
Figure pat00173
,
Figure pat00174
,
Figure pat00175
,
Figure pat00176
,
Figure pat00177
,
Figure pat00178
,
Figure pat00179
,
Figure pat00180
,
Figure pat00181
,
Figure pat00182
,
Figure pat00183
또는
Figure pat00184
.
바람직한 일 실시예에서, 전자 수용체 단위 A의 전자 당김기는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00185
,
Figure pat00186
,
Figure pat00187
또는
Figure pat00188
.
차단체 단위 P는 포르피린계 염료의 프로피린(prophyrin) 분자에 공간을 둬서, 프로피린(prophyrin) 분자의 응집을 방지하는 데 사용된다. 차단체 단위 P는 추가적으로, 전해질이 이산화 티타늄 반도체 필름에 근접하지 못하도록 하여, 양전하와 음전하의 재조합을 일으킨다. 따라서, 태양 전지의 광전 변환 효율이 향상될 수 있다. 차단체 단위 P는 아릴기, 특히 긴 탄소 사슬을 가진 아릴기를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 사실상, 감광성 포르피린계 염료의 몇몇 단위(예를 들어, 전자 공여체 단위 D 또는 전자 수용체 단위 A)는 다양한 치환기로 인해 응집 현상을 줄일 수 있기 때문에, 차단체 단위 P는 생략될 수 있거나(즉, 차단체 단위 P는 수소 원자 -H로서 간주됨) 또는 치환 또는 비치환 페닐기 또는 알킬기와 같은 단순한 기(simple group)일 수 있다. 차단체 단위 P가 필수적인 경우, 이는 하기 차단체 단위들 중 하나로부터 선택된다:
Figure pat00189
,
Figure pat00190
,
Figure pat00191
,
Figure pat00192
,
Figure pat00193
및
Figure pat00194
,
상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이다. 동일한 구조식에서 2종의 차단체 단위 P는 상이하거나 또는 동일한 차단체 단위 P일 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 차단체 단위 P가 존재하는 경우, 이는 하기 구조식을 가진다:
Figure pat00195
또는
Figure pat00196
.
전자 공여체 단위 D의 전자 공여기 및 전자 수용체 단위 A의 전자 당김기는 감광성 포르피린계 염료의 성능을 개선할 수 있는 밀기-당기기 구조를 형성한다. 나아가, 전자 수용체 단위 A 및 전자 공여체 단위 D가 벌키(bulky) 관능기인 경우, 감광성 포르피린계 염료의 흡수 스펙트럼에서 흡수 범위가 광범위해져서, 태양광 흡수 효율을 높인다. 비용, 제조 공정, 광전 변환 효율, 태양 전지의 안정성 또는 기타 요소들 간의 균형은, 감광성 포르피린계 염료가 태양 전지에 적용되는 동안 경쟁력을 유지하도록 고려되어야 하는 것이 주지되어야 한다.
화합물에서, 포르피린 중심에 직접 연결되거나 또는 에티닐-가교기(들)를 통해 포르피린 중심에 연결되는 전자 공여체 단위(들) D, 전자 수용체 단위(들) A 및 선택적인 차단체 단위(들) P 각각은 서로 다른 요건들을 충족시키도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 벌키 전자 공여체 단위 D 및 벌키 전자 수용체 단위 A는 흡착 범위를 더 넓히거나; 이관능성 기(예를 들어, 다이하이드록실, 다이카르복실 또는 다이케톤)를 가진 전자 수용체 단위 A는 감광성 포르피린계 염료와 반도체 필름(예를 들어, 이산화 티타늄 반도체 필름) 사이의 조합을 강화시킬 수 있거나; 또는 보다 단순한 단위 A, D 또는 P는 제조 비용 및 합성 난이도를 낮출 수 있다. 광전 변환 효율, 합성 난이도 및 비용을 고려하는 경우, 감광성 포르피린계 염료의 바람직한 예는 5-(4-카르복시페닐에티닐)-15-(4-(N,N-다이옥틸아미노)페닐에티닐)-10,20-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-메톡시페닐) 포르피리나토 아연(II)으로서, 이는 하기 구조식으로 표시된다:
Figure pat00197
감광성 포르피린계 염료의 합성은 본원에서 예시 목적으로만 제공된다. 제공된 합성은, 감광성 포르피린계 염료가 제조 공정이 용이한 이점을 가진다는 것을 보여준다. 그러나, 본 개시내용의 감광성 포르피린계 염료는 임의의 기타 적절한 방법에 의해 합성될 수 있다는 것이 주지되어야 한다.
3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시벤즈알데하이드 (1)
Figure pat00198
우선, 소듐 하이드라이드(NaH, 1.27 g, 53 mmol)를, 질소 하에 0 ? 에서 건조 테트라하이드로퓨란(THF, 22.5 ml)에 용해된 3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤즈알데하이드(5 g, 21 mmol)의 용액에 서서히 첨가한다. 혼합물을 냉각조로부터 제거한 다음, 반응을 30분 동안 진행시킨다. 그런 다음, 건조 THF(9 ml) 중의 메틸 요오다이드(CH3I, 5.2 ml, 84 mmol)를 혼합물에 첨가하는 단계, 12시간 동안 환류하는 단계, 냉각조에서 메탄올(MeOH)을 사용해 ?칭(quenching)하는 단계, 다이클로로메탄(CH2Cl2)으로 추출하는 단계, 농축시키는 단계, 컬럼 크로마토그래피 방법에 의해 정제하는 단계(용출물로서 에틸 아세테이트 : 헥산 = 1 : 7을 사용함)를 포함하는 과정을 연속해서 수행한다. 황색 액체 생성물(1)을 수득한다(4.5 g, 87%). 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 9.91 (s, 1H), 7.79 (s, 2H), 3.73 (s, 3H), 1.46 (s, 18H).
N , N - 다이옥틸 -4- 요오도벤젠아민 (2)
Figure pat00199
4-요오도아닐린(1 g, 4.6 mmol)과 포타슘 카르보네이트(K2CO3, 1.89 g, 13.7 mmol)의 혼합물을 질소 하에 다이메틸포름아미드(DMF, 3 ml)에 용해시킨 다음, 1-브로모옥탄(2.43 ml, 13.8 mmol)을 첨가한다. 24시간 동안 환류시키는 단계, 농축시키는 단계, CH2Cl2로 3회 추출하는 단계, 무수 마그네슘 설페이트(MgSO4)로 건조하는 단계, 농축시키는 단계, 용출물로서 헥산을 사용하는 컬럼 크로마토그래피 방법에 의해 정제하는 단계를 포함하는 과정을 연속해서 수행한다. 담황색 액체 생성물(2)을 수득한다(1.33 g, 65%). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.40 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.40 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 3.23-3.15 (m, 4H), 1.54 (d, J = 6.9 Hz, 4H), 1.28 (d, J = 6.4 Hz, 20H), 0.88 (t, J = 6.7 Hz, 6H).
5,15- 비스 (3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시페닐 ) 포르피린 (3)
Figure pat00200
다이피로메탄(1.75 g, 12 mmol) 및 생성물(1)(3 g, 12 mmol)을 CH2Cl2(2 L)에 용해시키고, 광-차폐된(light-shielded) 조건 하에 30분 동안 질소로 탈기시킨다. 트리플루오로아세트산(TFA, 0.64 ml, 8.4 mmol)을 혼합물에 서서히 첨가하고, 반응을 3.5시간 동안 진행시킨다. 그런 다음, 2,3-다이클로로-5,6-다이시아노-1,4-벤조퀴논(DDQ, 4.09 g, 18 mmol)을 첨가하고, 반응을 2시간 동안 진행시킨다. 트리에틸아민(NEt3)을 사용해 ?칭하는 단계, 농축시키는 단계, CH2Cl2를 용출물로서 사용하는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하는 단계, 및 CH2Cl2/MeOH를 사용해 재결정화하는 단계를 연속해서 수행한다. 보라색 고체 생성물(3)을 수득한다(2.69 g, 30%). 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 10.32 (s, 2H), 9.42 (d, J = 4.8 Hz, 4H), 9.16 (d, J = 4.4 Hz, 4H), 8.19 (s, 4H), 4.04 (s, 6H), 1.67 (s, 36H), -3.00 (s, 2H).
5,15- 비스 (3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시페닐 ) 포르피리나토 아연(II) (4)
Figure pat00201
CH2Cl2(750 ml)에 용해된 생성물(3)(2.6 g, 3.5 mmol)과, MeOH(75 ml, 10 eq)에 용해된 아연 아세테이트 하이드레이트(Zn(OAc)2?2H2O, 7.68 g, 35 mmol)를 함께 혼합한다. 혼합물을 대기 조건 하에 3시간 동안 교반한 다음, 회전 증발기를 사용해 농축시킨다. 그런 다음, MeOH를 잔여물에 첨가하고, 생성물(4)(2.8 g, 99%)을 여과 후에 수득한다.
10,20- 다이브로모 -5,15- 비스 (3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시페닐 ) 포르피리나토 아연(II) (5)
Figure pat00202
생성물(4)을 CH2Cl2(750 ml) 및 피리딘(25 ml)에 용해시킨다. 그런 다음, CH2Cl2(250 ml)에 용해된 N-브로모숙신이미드(NBS, 1.56 g, 8.75 mmol)를 질소 하에 상기 용액에 서서히 첨가한다. 반응이 완료된 후, 용액을 아세톤(75 ml)을 사용해 ?칭하고, 회전 증발기를 사용해 농축시킨다. CH2Cl2/MeOH를 사용한 재결정화 후, 보라색 고체 생성물(5)을 수득한다(3.09 g, 91%). 1H NMR (CDCl3 / pyridine-d5, 400 MHz) 9.66 (d, J = 4.8 Hz, 2H), 8.92 (d, J = 4.4 Hz, 2H), 8.02 (s, 4H), 4.01 (s, 6H), 1.63 (s, 36H).
5,15- 비스 (3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시페닐 )-10,20-비스( 트리메틸실릴에티닐 ) 포르피리나토 아연(II) (6)
Figure pat00203
생성물(5)(1 g, 1 mmol), 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II) 다이클로라이드 (Pd(PPh3)2Cl2, 70 mg, 0.1 mmol), 구리(I) 요오다이드(CuI, 19 mg, 0.1 mmol) 및 트리메틸실릴 아세틸렌(57 ml, 4 mmol)을 질소 하에 THF(38 ml) 및 NEt3(9 ml)에 용해시킨다. 그런 다음, 4시간 동안 환류시키는 단계, 농축시키는 단계, 및 컬럼 크로마토그래피 방법(CH2Cl2 : 헥산 = 1 : 5을 사용함)에 의해 정제하는 단계를 포함하는 과정을 수행한다. CH2Cl2/MeOH를 사용한 재결정화 후, 보라색 고체 생성물(6)을 수득한다(0.7 g, 70%). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.73-9.70 (m, 4H), 8.99 (d, J = 4.5 Hz, 4H), 8.09-8.07 (m, 4H), 4.04-4.01 (m, 6H), 1.64 (s, 36H), 0.60 (s, 18H).
5-(4- 카르복시페닐에티닐 )-15-(4-( N , N - 다이옥틸아미노 ) 페닐에티닐 )-10,20-비스(3,5- 다이 - tert -부틸-4- 메톡시페닐 ) 포르피리나토 아연(II) (7)
Figure pat00204
생성물(6)(100 mg, 0.085 mmol)을 THF(3 ml)에 용해시키고, 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드(TBAF, THF 중 1 M, 0.85 ml, 0.85 mmol)를 상기 용액에 첨가한다. 반응을 수행하는 동안 용액을 20분 동안 교반한 다음, 회전 증발기를 사용해 농축시킨다. 잔여물을 CH2Cl2 및 H2O를 사용해 추출하고, 무수 마그네슘 설페이트(MgSO4)를 사용해 건조한 다음, 농축시켜, 생성물(6a)(70 mg, 95%)을 수득한다. 생성물(6a), 생성물(2)(43 mg, 0.098 mmol), 4-요오도벤조산(24.1 mg, 0.098 mmol), 트리(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(Pd2(dba)3, 22.3 mg, 0.024 mmol) 및 트리페닐아르신(AsPh3, 49.6 mg, 0.162 mmol)의 혼합물을 THF(10 ml) 및 NEt3(2 ml)에 용해시킨다. 혼합물을 10시간 동안 환류시키고, 회전 증발기를 사용해 농축시킨 다음, 컬럼 크로마토그래피 방법(CH2Cl2 : MeOH = 20 : 1을 사용함)에 의해 정제한다. CH2Cl2/ MeOH를 사용한 재결정화 후, 전술한 감광성 포르피린계 염료인 녹색 고체 생성물(7)을 수득한다(48 mg, 40%). 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.68 (dd, J = 7.4, 4.5 Hz, 4H), 8.89 (d, J = 4.5 Hz, 2H), 8.85 (d, J = 4.5 Hz, 2H), 8.26 (s, 2H), 8.05 (s, 2H), 8.02 (s, 4H), 7.82 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 6.73 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 3.96 (s, 6H), 3.33 (s, 4H), 3.15 (s, 36H), 1.41-1.10 (m, 24H), 0.86 (t, J = 6.8 Hz, 6H).
상기 상세한 설명으로부터, 본 개시내용은 감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지를 제공한다. 염료-감응형 태양 전지는, 개시되는 감광성 포르피린계 염료가 낮은 합성 난이도에서 경쟁적이기 때문에 비용-효과적이다. 더욱이, 전자 공여체 단위(들) D, 전자 수용체 단위(들) A 및 선택적인 차단체 단위(들) P를 포함하는 부착된 단위들은, 높은 광전 변환 효율을 유지하면서도 서로 다른 요건들에 따라 조절 또는 선택될 수 있어서, 본 개시내용의 유연성(flexibility)을 높일 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이며 바람직한 실시예인 것으로 간주되는 점에서 기술되어 있는 한편, 본 발명은 개시되는 실시예에 제한될 필요가 없는 것으로 이해된다. 이와는 대조적으로, 가장 광범위한 해석과 일치되어야 하는 첨부된 청구항의 사상 및 범위에 포함되는 다양한 변형 및 유사한 배열을 모든 이러한 변형 및 유사한 구조를 포함하기 위해 망라하는 것으로 의도된다.

Claims (8)

  1. 하기 구조식 (I), (II), (VII) 및 (VIII)로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조식을 가진, 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료로서,
    Figure pat00205
    (I),
    Figure pat00206
    (II),
    Figure pat00207
    (VII), 및
    Figure pat00208
    (VIII),
    상기 D는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 전자 공여체 단위(electron donor unit)를 나타내며,
    Figure pat00209
    ,
    Figure pat00210
    ,
    Figure pat00211
    ,
    Figure pat00212
    ,
    Figure pat00213
    ,
    Figure pat00214
    ,
    Figure pat00215
    ,
    Figure pat00216
    ,
    Figure pat00217
    ,
    Figure pat00218
    ,
    Figure pat00219
    ,
    Figure pat00220
    ,
    Figure pat00221
    ,
    Figure pat00222
    ,
    Figure pat00223
    및
    Figure pat00224

    상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이며,
    상기 A는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 전자 수용체 단위(electron acceptor unit)를 나타내고,
    Figure pat00225
    ,
    Figure pat00226
    ,
    Figure pat00227
    ,
    Figure pat00228
    ,
    Figure pat00229
    ,
    Figure pat00230
    ,
    Figure pat00231
    ,
    Figure pat00232
    ,
    Figure pat00233
    ,
    Figure pat00234
    ,
    Figure pat00235
    ,
    Figure pat00236
    ,
    Figure pat00237
    ,
    Figure pat00238
    ,
    Figure pat00239
    ,
    Figure pat00240
    ,
    Figure pat00241
    ,
    Figure pat00242
    ,
    Figure pat00243
    ,
    Figure pat00244
    ,
    Figure pat00245
    ,
    Figure pat00246
    ,
    Figure pat00247
    ,
    Figure pat00248
    ,
    Figure pat00249
    ,
    Figure pat00250
    ,
    Figure pat00251
    ,
    Figure pat00252
    ,
    Figure pat00253
    ,
    Figure pat00254
    ,
    Figure pat00255
    ,
    Figure pat00256
    ,
    Figure pat00257
    ,
    Figure pat00258
    ,
    Figure pat00259
    ,
    Figure pat00260
    ,
    Figure pat00261
    ,
    Figure pat00262
    ,
    Figure pat00263
    ,
    Figure pat00264
    ,
    Figure pat00265
    ,
    Figure pat00266
    ,
    Figure pat00267
    ,
    Figure pat00268
    ,
    Figure pat00269
    ,
    Figure pat00270
    ,
    Figure pat00271
    ,
    Figure pat00272
    ,
    Figure pat00273
    ,
    Figure pat00274
    ,
    Figure pat00275
    , 및
    Figure pat00276
    ;
    상기 P는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 차단체 단위(blocker unit)를 나타내며,
    Figure pat00277
    ,
    Figure pat00278
    ,
    Figure pat00279
    ,
    Figure pat00280
    ,
    Figure pat00281
    ,
    Figure pat00282
    , 및
    Figure pat00283

    상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이며, 각각의 구조식에서 2종의 차단체 단위 P는 동일하거나 또는 상이한, 감광성 포르피린계 염료.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 공여체 단위 D가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되며,
    Figure pat00284
    ,
    Figure pat00285
    ,
    Figure pat00286
    ,
    Figure pat00287
    , 및
    Figure pat00288

    상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5인, 감광성 포르피린계 염료.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자 수용체 단위 A가 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 감광성 포르피린계 염료.
    Figure pat00289
    ,
    Figure pat00290
    ,
    Figure pat00291
    , 및
    Figure pat00292
    .
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차단체 단위 P가 하기 중 하나이며,
    Figure pat00293
    및
    Figure pat00294

    상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5인, 감광성 포르피린계 염료.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 포르피린계 염료가 하기 구조식을 가진 5-(4-카르복시페닐에티닐)-15-(4-(N,N-다이옥틸아미노)페닐에티닐)-10,20-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-메톡시페닐)포르피리나토 아연(II)을 포함하는, 감광성 포르피린계 염료.
    Figure pat00295
    .
  6. 하기 구조식 (I) 내지 (XII)로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조식을 가진, 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료로서,
    Figure pat00296
    (I),
    Figure pat00297
    (II),
    Figure pat00298
    (III),
    Figure pat00299
    (IV),
    Figure pat00300
    (V),
    Figure pat00301
    (VI),
    Figure pat00302
    (VII),
    Figure pat00303
    (VIII),
    Figure pat00304
    (IX),
    Figure pat00305
    (X),
    Figure pat00306
    (XI), 및
    Figure pat00307
    (XII),
    상기 D는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 전자 공여체 단위를 나타내며,
    Figure pat00308
    ,
    Figure pat00309
    ,
    Figure pat00310
    ,
    Figure pat00311
    ,
    Figure pat00312
    ,
    Figure pat00313
    ,
    Figure pat00314
    ,
    Figure pat00315
    ,
    Figure pat00316
    ,
    Figure pat00317
    ,
    Figure pat00318
    ,
    Figure pat00319
    ,
    Figure pat00320
    ,
    Figure pat00321
    ,
    Figure pat00322
    및
    Figure pat00323

    상기 식에서, R은 CnH2n+1 또는 OCnH2n+1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이며, 상기 구조식 (III) 내지 (VI) 및 (IX) 내지 (XII) 중 하나의 구조식에서 2종의 전자 공여체 단위 D는 동일하거나 상이하며,
    상기 A는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 전자 수용체 단위를 나타내며,
    Figure pat00324
    ,
    Figure pat00325
    ,
    Figure pat00326
    ,
    Figure pat00327
    ,
    Figure pat00328
    ,
    Figure pat00329
    ,
    Figure pat00330
    ,
    Figure pat00331
    ,
    Figure pat00332
    ,
    Figure pat00333
    ,
    Figure pat00334
    ,
    Figure pat00335
    ,
    Figure pat00336
    ,
    Figure pat00337
    ,
    Figure pat00338
    ,
    Figure pat00339
    ,
    Figure pat00340
    ,
    Figure pat00341
    ,
    Figure pat00342
    ,
    Figure pat00343
    ,
    Figure pat00344
    ,
    Figure pat00345
    ,
    Figure pat00346
    ,
    Figure pat00347
    ,
    Figure pat00348
    ,
    Figure pat00349
    ,
    Figure pat00350
    ,
    Figure pat00351
    ,
    Figure pat00352
    ,
    Figure pat00353
    , ,
    Figure pat00355
    ,
    Figure pat00356
    ,
    Figure pat00357
    ,
    Figure pat00358
    ,
    Figure pat00359
    ,
    Figure pat00360
    ,
    Figure pat00361
    ,
    Figure pat00362
    ,
    Figure pat00363
    ,
    Figure pat00364
    ,
    Figure pat00365
    ,
    Figure pat00366
    ,
    Figure pat00367
    ,
    Figure pat00368
    ,
    Figure pat00369
    ,
    Figure pat00370
    ,
    Figure pat00371
    ,
    Figure pat00372
    ,
    Figure pat00373
    ,
    Figure pat00374
    , 및
    Figure pat00375

    상기 구조식 (V), (VI), (XI) 및 (XII) 중 하나의 구조식에서 2종의 전자 수용체 단위 A는 동일하거나 상이하고,
    상기 P는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 차단체 단위를 나타내며,
    Figure pat00376
    ,
    Figure pat00377
    ,
    Figure pat00378
    ,
    Figure pat00379
    ,
    Figure pat00380
    ,
    Figure pat00381
    , 및
    Figure pat00382

    상기 식에서, R은 CnH2n+1, CnH2F2n-1, OCnH2n+1 또는 OCnH2F2n-1이며, n은 0 내지 16이고, m은 0 내지 5이며, 구조식 (I) 내지 (XII) 중 하나의 구조식에서 2종의 차단체 단위 P는 동일하거나 또는 상이한, 감광성 포르피린계 염료.
  7. 광전 변환 장치용 감광성 포르피린계 염료로서,
    감광성 유기 염료가 하기 구조식을 가진 5-(4-카르복시페닐에티닐)-15-(4-(N,N-다이옥틸아미노)페닐에티닐)-10,20-비스(3,5-다이-tert-부틸-4-메톡시페닐)포르피리나토 아연(II)을 포함하는, 감광성 포르피린계 염료.
    Figure pat00383
    .
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 감광성 포르피린계 염료를 포함하는 염료-감응형 태양 전지로서,
    상기 감광성 포르피린계 염료가 반도체 필름 상에 코팅되고, 감광제로서 사용되는, 염료-감응형 태양 전지.
KR1020150092060A 2014-07-01 2015-06-29 감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지 KR20160003566A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103122733 2014-07-01
TW103122733A TWI474536B (zh) 2014-07-01 2014-07-01 紫質光敏染料化合物以及染料敏化太陽能電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160003566A true KR20160003566A (ko) 2016-01-11

Family

ID=52113938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150092060A KR20160003566A (ko) 2014-07-01 2015-06-29 감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9691555B2 (ko)
EP (1) EP2977412A3 (ko)
JP (1) JP6106217B2 (ko)
KR (1) KR20160003566A (ko)
TW (1) TWI474536B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI565700B (zh) * 2015-08-24 2017-01-11 臺灣塑膠工業股份有限公司 具有苝酸酐骨架的光敏染料、包含其的光敏染料混合物及染料敏化太陽能電池
TWI589578B (zh) 2016-04-13 2017-07-01 Nat Chi Nan Univ A compound with a bacterial chlorophyll backbone, with bacterial chlorophyll bones Frame of organic dyes
JP7062284B2 (ja) * 2018-07-11 2022-05-06 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター 新規なポルフィリン誘導体、ポルフィリン誘導体の製造方法、ドナー材料、光電変換装置、および光電変換装置の製造方法
CN111187271B (zh) * 2020-01-08 2021-05-14 华南理工大学 一种卟啉有机小分子受体材料及其制备方法和在有机太阳电池中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100125136A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Dc Solar Corp. A Taiwan Corporation Porphyrin-based photosensitizer dyes for dye-sensitized solar cells

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648485A (en) 1994-10-26 1997-07-15 University Of British Columbia β, β-dihydroxy meso-substituted chlorins, isobacteriochlorins, and bacteriochlorins
US7223628B2 (en) 2003-07-25 2007-05-29 The Regents Of The University Of California High temperature attachment of organic molecules to substrates
US6943054B2 (en) 2003-07-25 2005-09-13 The Regents Of The University Of California Attachment of organic molecules to group III, IV or V substrates
US7582751B2 (en) 2005-07-29 2009-09-01 North Carolina State University Methods and intermediates for the synthesis of porphyrins
US8907081B2 (en) 2011-05-27 2014-12-09 Sharp Laboratories Of America, Inc. Long wavelength absorbing porphyrin photosensitizers for dye-sensitized solar cells
TW201315735A (zh) 2011-10-05 2013-04-16 Jinex Corp Ltd 具綠色性質之鋅紫質光敏染料及其應用
JP6042634B2 (ja) 2012-05-14 2016-12-14 株式会社豊田中央研究所 色素増感型太陽電池及び色素増感型太陽電池モジュール
CN103044952A (zh) 2013-01-04 2013-04-17 北京科技大学 一类不对称卟啉太阳能电池染料及其制备方法
JP2014165064A (ja) 2013-02-26 2014-09-08 Rohm Co Ltd 色素増感太陽電池およびその製造方法、および電子機器
JP2014237743A (ja) 2013-06-06 2014-12-18 国立大学法人京都大学 ポルフィリン錯体及び色素増感太陽電池
WO2015005869A1 (en) 2013-07-08 2015-01-15 Agency For Science, Technology And Research Perylene functionalized porphyrin dyes for dye-sensitized solar cells

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100125136A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Dc Solar Corp. A Taiwan Corporation Porphyrin-based photosensitizer dyes for dye-sensitized solar cells

Also Published As

Publication number Publication date
EP2977412A3 (en) 2016-05-11
TWI474536B (zh) 2015-02-21
JP6106217B2 (ja) 2017-08-09
TW201440288A (zh) 2014-10-16
US20160005546A1 (en) 2016-01-07
JP2016015488A (ja) 2016-01-28
US9691555B2 (en) 2017-06-27
EP2977412A2 (en) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101018734B1 (ko) 광증감색소
Babu et al. From Molecular Design to Co-sensitization; High performance indole based photosensitizers for dye-sensitized solar cells
Maglione et al. Tuning optical absorption in pyran derivatives for DSSC
KR20160003566A (ko) 감광성 포르피린계 염료 및 염료-감응형 태양 전지
JP5757609B2 (ja) ドナー―π―アクセプター型化合物、蛍光色素化合物及び色素増感太陽電池用蛍光色素化合物
Duan et al. New organic dyes containing tert-Butyl-capped N-Arylcarbazole moiety for Dye-sensitized solar cells
Tian et al. A new D–A–π–A type organic sensitizer based on substituted dihydroindolo [2, 3-b] carbazole and DPP unit with a bulky branched alkyl chain for highly efficient DSCs
Wu et al. Novel 4, 4′-bis (alkylphenyl/alkyloxyphenyl)-2, 2′-bithiophene bridged cyclic thiourea functionalized triphenylamine sensitizers for efficient dye-sensitized solar cells
Guo et al. Synthesis and characterization of an A 2 BC type phthalocyanine and its visible-light-responsive photocatalytic H 2 production performance on graphitic carbon nitride
Echeverry et al. Synthesis of novel light harvesters based on perylene imides linked to triphenylamines for Dyes Sensitized Solar Cells
Arrechea et al. Charge recombination losses in thiophene-substituted porphyrin dye-sensitized solar cells
KR101808982B1 (ko) 광전 변환 소자, 색소 증감 태양 전지, 금속 착체 색소, 색소 용액, 및 터피리딘 화합물 또는 그 에스터화물
CN104311543B (zh) 一种含香豆素的三芳胺类染料敏化剂的合成及应用
KR101760492B1 (ko) 신규한 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 유기 태양전지
EP4181225A1 (en) Photovoltaic devices containing cyclobutane-based hole transporting materials
JPWO2015190466A1 (ja) 光電変換素子、色素増感太陽電池、金属錯体色素および色素溶液
CN111533750B (zh) 含甲基供电子基团锌卟啉化合物的合成与应用
Sarkar et al. Synthesis, characterization and properties of porphyrin derivatives for organic photovoltaic devices as near-infrared dyes
JPWO2011111725A1 (ja) 新規なポルフィリン錯体およびその用途
CN110606937B (zh) 一种含4-乙烯基苯胺衍生物合Zn(II)的聚合配合物及其制备方法与用途
Motaung et al. Synthesis and Photophysical Studies of Ru (II) and Co (II) Complexes of bis (benzimidazolyl) pyridine and Evaluation of Their Potential as Sensitizers for Dyes Sensitized Solar Cells
JP2019530746A (ja) 光電気工学および光電気化学装置用のエナミン基を含む正孔輸送有機分子
KR101760493B1 (ko) 벤조비스옥사졸 유도체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 유기 태양전지
JP5939573B2 (ja) ドナー―π―アクセプター型化合物及び色素増感太陽電池用色素
KR101340255B1 (ko) 염료감응 태양전지를 위한 신규 염료 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application