TWI419878B - 雜配、雙三芽釕錯合物以及敏化染料太陽能電池製備 - Google Patents

雜配、雙三芽釕錯合物以及敏化染料太陽能電池製備 Download PDF

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Description

雜配、雙三芽釕錯合物以及敏化染料太陽能電池製備
本發明是關於一種雜配、雙三芽光敏錯合物及相關敏化染料太陽能電池設計與製作，特別是一種具備較佳光電轉換效率之雜配、雙三芽釕錯合物及其敏化染料太陽能電池。
由於石化燃料為一次性能源，目前面臨資源急速耗竭的困境，且使用石化燃料所排放的廢氣亦造成空氣污染，甚至是造成地球暖化的主因之一。因此，尋求替代能源以降低對石化燃料的依賴是目前刻不容緩的課題。在綠色能源的發展上，太陽能的來源最為乾淨、豐沛，且無需挖採、精製，因此太陽能成為新能源開發利用中最活躍的領域。
敏化染料太陽能電池(dye-sensitized solar cell，DSSC)的製程簡單，且製造成本較習知之矽基材料太陽能電池低廉，因此，敏化染料太陽能電池被視為繼矽基材料太陽能電池之後最具潛力的太陽能電池之一。由於光敏染料性質的優劣直接影響敏化染料太陽能電池的光電轉換效率，因此光敏染料即成為敏化染料太陽能電池的研究重點之一。
目前使用較為廣泛的光敏染料為N719染料及黑染料(black dye,N749)，其具備下列化學式所示之結構。在習知之N719染料及N749染料部分，由於硫氰酸根陰離子(NCS- ,thiocyanate)配位基之配位鍵強度較弱。因此，若能用其他更有效且穩定的螯合配基或發色團以取代硫氰酸根配位基(NCS- )，應可以增加敏化染料太陽能電池之效率及壽命。
綜上所述，由於光敏染料性質的優劣直接影響敏化染料太陽能電池的光電轉換效率，因此研發具備較佳光電轉換效率之光敏染料仍是目前極需努力的目標。
本發明之目的為提供一種光敏錯合物，其具有雙負電荷、三牙雜環螯合配位基以取代傳統的三個獨立硫氰酸根配位基，增加錯合物穩定性、平衡光敏錯合物電荷為中性、並達到更佳的光電轉換效率。
依據本發明之一實施例，一種雜配、雙三芽釕錯合物，包含以式(1)表示之化學式：
RuL1 L2 ......(1)
Ru為釕，L1 及L2 為三牙雜環配位基。L1 具有下列代表式(2)：
其中R1 -R3 係選自氫、羧酸基、羧酸基塩類、磺酸基、磺酸基塩類、磷酸基及磷酸基塩類所組成的群組。L2 具有下列代表式：
G1 G2 G3 ......(3)
其中G1 及G3 係選自式(4)至式(7)所組成的群組，G2 係選自式(7)及式(8)所組成的群組：
其中L2 取代基R’及R”係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
本發明之目的為提供一種敏化染料太陽能電池，其具有更佳的光電轉換效率，並增加太陽能電池的效率及壽命。
依據本發明之另一實施例，提供一種敏化染料太陽能電池包含一第一電極、一第二電極以及一電解質。第一電極包含一透明導電基板以及一多孔性薄膜，其中多孔性薄膜為一半導體材料設置於透明導電基板之一表面，且載有前述釕錯合物。電解質則設置於多孔性薄膜以及第二電極之間。
本發明上述及其他態樣、特性及優勢可由附圖及實施例之說明而可更加了解。
本發明之一實施例之雜配、雙三芽釕錯合物包含以式(1)表示之化學式：RuL1 L2 ......(1)
其中Ru為釕，L1 及L2 均為三牙雜環配位基。L1 為2,2';6',2"-三聯吡啶化合物(2,2';6',2"-terpyridine)，其具有下列代表式(2)：
其中R1 -R3 係選自氫、羧酸基、羧酸鹽、磺酸基、磺酸鹽、磷酸基及磷酸鹽所組成的群組。羧酸鹽、磺酸鹽及磷酸鹽所對應的陽離子包括但不限於銨離子、金屬離子(例如鹼金族離子)等等。舉例而言，L1 具有以下所示之結構：
較佳者，L1 為4,4’,4”-三羧酸-2,2';6',2"-三聯吡啶(4,4’,4”-tricarboxy-2,2';6',2"-terpyridine)。
L2 具有下列代表式：
G1 G2 G3 ......(3)
其中G1 及G3 係選自式(4)至式(7)所組成的群組，G2 係選自式(7)及式(8)所組成的群組：
舉例而言，L2 包含下列代表式(9)至式(14)。
其中L2 之取代基R’或R”係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
在此「芳基」指的是具有一或多個芳香環之碳氫基團。芳香環基團範例包括苯基(phenyl,Ph)、亞苯基(phenylene)、萘基(naphthyl)、亞萘基(naphthylene)、芘基(pyrenyl)、蒽基(anthryl)、及菲基(phenanthryl)。「雜芳基」指的是具有一或多個芳香環之碳氫基團，且該芳香環包含至少一雜原子(例如，氮、氧或硫)。雜芳基基團範例可包括呋喃基(furyl)、亞呋喃基(furylene)、茀基(fluorenyl)、吡咯基(pyrrolyl)、噻吩基(thienyl)、噁唑基(oxazolyl)、咪唑基(imidazolyl)、噻唑基(thiazolyl)、吡啶基(pyridyl)、嘧啶基(pyrimidinyl)、喹唑啉基(quinazolinyl)、喹啉基(quinolyl)、異喹啉基(isoquinolyl)及引哚基(indolyl)。
在此應註明的是烷基、烯基、炔基、環烷基、環烯基、雜環烷基、雜環烯基、芳基以及雜芳基可包括經取代及未經取代之基團。
可能取代於環烷基、環烯基、雜環烷基、雜環烯基、芳基以及雜芳基之取代基包含但不受限於C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、C1 -C10 烷氧基、芳基、芳氧基、雜芳基、雜芳氧基、胺基、C1 -C10 烷胺基、C1 -C20 二烷胺基、芳胺基、二芳胺基、C1 -C10 烷基磺胺(C1 -C10 alkylsulfonamino)、芳基磺胺(arylsulfonamino)、C1 -C10 烷基亞胺(C1 -C10 alkylimino)、芳基亞胺(arylimino)、C1 -C10 烷基磺亞胺(C1 -C10 alkylsulfonimino)、芳基磺亞胺(arylsulfonimino)、氫氧基、鹵素、硫代基(thio)、C1 -C10 烷硫基、芳硫基、C1 -C10 烷硫醯基(alkylsulfonyl)、芳磺醯基(arylsulfonyl)、醯基胺(acylamino)、胺基醯(aminoacyl)、胺基硫醯(aminothioacyl)、醯胺基(amido)、脒基(amidino)、胍基(guanidine)、脲基(ureido)、硫脲基(thioureido)、腈基、硝基、亞硝基、疊氮基(azido)、醯基、硫醯基、醯氧基(acyloxy)、羧基、及羧酸酯等。另一方面，可能取代於烷基、烯基、或炔基之取代基包含除C1 -C10 烷基外之上述所有取代基。環烷基、環烯基、雜環烷基、雜環烯基、芳基及雜芳基亦可互相稠合(fused)。
較佳者，L2 具有下列代表式(15)或式(16)：
其中R4 係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷 基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
在一較佳實施例中，R4 包含芳基或雜芳基，其可選自獨立地選自噻吩(thiophene)、5-(噻吩-2-基)噻吩(5-(thiophen-2-yl)thiophene)、具噻吩取代基之C1 -C20 的烷基、具5-(噻吩-2-基)噻吩取代基之C1 -C20 的烷基、1-叔丁基-4-[(1E)-3-異丙烯基-二甲基]苯(1-tert-butyl-4-[(1E)-prop-1-en-1-yl]benzene)及N,N-二苯苯胺(N,N-diphenylaniline)所組成的群組之其中之一。
其中R係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
化合物實施例
1.具代表式(15)三芽配基L2 ,R4 =H，的製備與光譜資料：
取sodium ethoxide(NaOEt,1.12g,16.5 mmol)置於100 mL雙頸瓶中，加入40 mL乾燥過的THF，在冰浴下加入1,1'-(pyridine-2,6-diyl)diethanone(1 g,6.1 mmol)，於室溫下攪拌30分鐘。之後再在冰浴下逐滴加入ethyl trifluoroacetate(1.98 mL,16.5 mmol)，於室溫下攪拌30分鐘，加熱至80℃反應約12小時。反應完畢後將溶液冷卻至室溫，用旋轉濃縮儀移除THF，加入去離子水，再以2N的HCl水溶液調至微酸性pH=5~6，再利用抽氣過濾收集固體。用150 mL去離子水沖洗固體，利用真空去除溶劑，即可獲得中間產物β-diketone。將生成的β-diketone置於100 mL圓底瓶，加入約125 mL的ethanol，再加入過量之hydrazine monohydrate(約5當量)，迴流16小時。反應完畢後，移除溶劑，加入大量CH2 Cl2 ，並用150 mL去離子水清洗3次。有機層以Na2 SO4 除水後，過濾收集濾液，並以旋轉濃縮儀將多餘的溶劑移除。最後以EA/hexane=1/3混合溶劑作為沖提液進行管柱分離，可得到無色固體(860 mg)，產率為40%。
代表式(15)之光譜資料：MS(EI),m/z 347(M)+ .1 H NMR(400MHz,d-acetone,298K):δ13.68(s,2H),8.08(t,J HH =8 Hz,1H),7.96(d,J HH =8 Hz,2H),7.40(s,2H).
2.　具代表式(16)三芽配基L2 ,R4 =H,的製備與光譜資料：
取sodium ethoxide(NaOEt,0.77 g,10.4 mmol)置於100 mL雙頸瓶中，加入50 mL乾燥過的THF，在冰浴下加入1-(6-(2,4-difluorophenyl)pyridin-2-yl) ethanone(300 mg,1.3 mmol)，於室溫下攪拌30分鐘後，在冰浴下逐滴加入ethyl trifluoroacetate(0.3 mL,1.9 mmol)，於室溫下攪拌30分鐘後，加熱至80℃反應約6小時，冷卻至室溫，用旋轉濃縮儀將THF移除後，加入去離子水，再以2N的HCl水溶液調至微酸性pH=3，再利用抽氣過濾收集固體，用150 mL去離子水沖洗固體，利用真空去除溶劑，即可獲得中間產物β-diketone。將生成的β-diketone置於100 mL圓底瓶，加入約125 mL的乙醇，再加入過量之hydrazine monohydrate(約5當量)，迴流16小時，反應完畢後，移除溶劑，加入大量EA，用150 mL去離子水清洗3次，有機層以Na2 SO4 除水後，過濾收集濾液並以旋轉濃縮儀將多餘的溶劑移除，利用CH2 Cl2 再結晶作純化，可得到淡黃色產物(300 mg,1.0 mmol)，產率為72%。
代表式(16)之光譜資料：1 H NMR(CDCl3 ,400 MHz,298K)δ: 11.40(s,1H),8.00(q,J HH =8.4 Hz,1H),7.85(t,J HH =8.0 Hz,1H),7.73(d,J HH =8.4 Hz,1H),7.56(d,J HH =8.0 Hz,1H),7.03(t,J HH =8.0 Hz,1H),6.97(s,1H),6.93(t,J HH =8.0 Hz,1H).
3.　具代表式(17)釕錯合物的製備與光譜資料：
在一較佳實施例之中，本發明之釕錯合物具有化學式(17)之結構：
製備方式
將Ru(triethoxycarbonylterpy)Cl3 (100 mg，0.15 mmol)和2,6-bis(4-(trifluoromethyl)-1H-pyrrol-2-yl)pyridine(53 mg，0.15 mmol)和4-ethylmorpholine(0.05mL，0.39 mmol)置入反應瓶，加入30mL乙醇加熱至80℃反應3小時。之後將溶劑抽乾，並以EA/hexane=1/1的混合溶劑作為沖提液進行管柱分離，可以得到紅黑色的固體產物。接著將得到的產物加入1.5M NaOH(1.8 mL)與丙酮(30 mL)進行水解，加熱至60℃迴流3小時，回室溫後加入2N HCl致pH=3，以產生黑色的沉澱，收集黑色固體並以CH2 Cl2 、丙酮清洗，可得到化學式(17)之化合物。
範例1　TF-1
TF-1為化學式(17)化合物之一實例，其中R4 =H。經由上述製備方法可得到TF-1(60 mg，0.07mmol)，產率為78%。
TF-1之光譜資料為：MS(FAB,102 Ru): m/z 812(M+1)+ .1 H NMR(400MHz,d6 -DMSO,298K)δ: 9.37(s,2H),9.14(s,2H),8.17(t,J HH =8.0 Hz,1H),8.06(d,J HH =8.0 Hz,2H),7.70(d,J HH =5.6 Hz,2H),7.59(d,J HH =5.6 Hz,2H),7.19(s,2H)；19 F NMR(376 MHz,d6 -DMSO,298K):δ:-58.44(s,3F;CF3 ).
範例2　TF-2
TF-2為化學式(17)化合物之一實例，其中R4 =2-hexylthiophene，經由上述製備方法可得到TF-2(264 mg，0.27 mmol)，產率為87%。
TF-2之光譜資料為：MS(FAB,102 Ru): m/z 978(M+1)+ .1 H NMR(400MHz,d6 -DMSO,298K)δ: 9.36(s,2H),9.14(s,2H),8.34(s,2H),7.96(d,J HH =4.0 Hz,1H),7.71~7.67(m,4H),7.33(s,2H),7.10(d,J HH =4.0 Hz,1H),2.95(t,J HH =8.0 Hz,2H),1.74(quin,J HH =8.0 Hz,2H),1.41~1.31(m,6H),0.98(t,J HH =8.0 Hz,3H).；19 F NMR(376MHz,d6 -DMSO,298K):δ:-58.52(s,3F;CF3 ).
範例3　TF-3
TF-3為化學式(17)化合物之一實例，其中R4 =5-hexyl-2H,3H-thieno[3,4-b][1,4]dioxine，經由上述製備方法可得到TF-3(48 mg，0.05 mmol)，產率為86%。
TF-3之光譜資料為：MS(FAB,102 Ru): m/z 1036(M+1)+ .1 H NMR(400MHz,d6 -DMSO,298K)δ: 9.36(s,2H),9.13(s,2H),8.21(s,2H),7.71~7.67(m,4H),7.26(s,2H),4.46(t,J HH =4.0 Hz,2H),4.34(t,J HH =4.0 Hz,2H),2.76(t,J HH =8.0 Hz,2H),1.66(quin,J HH =8.0 Hz,2H),1.40~1.31(m,6H),0.89(t,J HH =8.0 Hz,3H).；19 F NMR(376 MHz,d6 -DMSO,298K):δ:-58.41(s,3F;CF3 ).
範例4　TF-4
TF-4為化學式(17)化合物之一實例，其中R4 =N,N-diphenyl-4-(thiophen-2-yl)aniline，經由上述製備方法可得到TF-4(26 mg，0.02 mmol)，產率為51%。
TF-4之光譜資料為：MS(FAB,102 Ru): m/z 1137(M+1)+ .1 H NMR(400MHz,d6 -DMSO,298K)δ: 9.36(s,2H),9.14(s,2H),8.43(s,2H),8.14(d,J HH =4.0 Hz,1H),7.73~7.69(m,7H),7.38~7.34(m,6H),7.13~7.05(m,8H).；19 F NMR(376 MHz,d6 -DMSO,298K):δ:-58.47(s,3F;CF3 ).
範例5　TF-5
TF-5為化學式(17)化合物之一實例，其中R4 =2-(2-ethylhexyl)thiophene，經由上述製備方法可得到TF-5(62 mg，0.06 mmol)，產率為75%。
TF-5之光譜資料為：MS(FAB,102 Ru): m/z 1006(M+1)+ .1 H NMR(400MHz,d6 -DMSO,298K)δ: 9.32(s,2H),9.13(s,2H),8.36(s,2H),7.97(d,J HH =4.0 Hz,1H),7.72~7.69(m,4H),7.35(s,2H),7.09(d,J HH =4.0 Hz,1H),2.89(d,J HH =8.0 Hz,2H),1.67(s,1H),1.41~1.30(m,8H),0.95~0.88(m,6H).；19 F NMR(376 MHz,d6 -DMSO,298K):δ:-58.43(s,3F;CF3 ).
範例6　TF-6
2-(2,4-difluorophenyl)-6-(3-(trifluoromethyl)-1H-pyrazol-5-yl)pyridine(21 mg,0.06 mmol)以及Ru(triethoxycarbonylterpy)Cl3 (40 mg,0.06 mmol)置於50 mL圓底瓶中，抽灌真空氮氣三次，加入約25 mL的無水乙醇以及數滴的triethylamine在90℃下反應三小時。回溫抽乾乙醇，將固體以CH2 Cl2 溶解再用去離子水水洗，取有機層使用旋轉濃縮儀將多餘的溶劑抽掉，以CH2 Cl2 /EA=10：1進行管柱層析分離得到產物，再以CH2 Cl2 /hexane再結晶，可得紫黑色固體。之後再將固體置於50 mL圓底瓶，加入約25 mL的丙酮，以及1M NaOH水溶液110℃下反應5小時將酯類水解。抽乾溶劑，加去離子水溶解並以2N HCl水溶液調至微酸性以沉澱產物，靜置冰箱過夜，離心後，固體以微酸的去離子水清洗數次，真空將水去除，再以CH2 Cl2 、乙醚沖洗數次，可得黑色固體(12 mg,0.014 mmol)，產率約24%。
TF-6之光譜資料為：MS(FAB,Ru102 ): m/z 790(M+ ).1 H NMR(d6 -DMSO,400 MHz,298K)δ: 9.32(s,2H),9.12(s,2H),8.10(s,3H),7.68(d,J HH =5.6 Hz,2H),7.62(d,J HH =5.2 Hz,2H),7.21(s,1H),6.40(t,J HF =10.8 Hz,1H),4.65(d,J HH =7.2 Hz,1H).
請參照圖1，其為具有化學式(17)之本發明之釕錯合物與黑染料(black dye,N749)及N719染料之吸收光譜。由圖1所示之吸收光譜可知，相較於N749、N719染料，本發明之光敏錯合物TF-2、TF-3、TF-4及TF-5在350 nm至550 nm波長區段中具有較佳的吸光係數。
請參照圖2，本發明之一較佳實施例之敏化染料太陽能電池包含一第一電極11、一第二電極12以及一電解質13。第一電極11包含一透明導電基板111以及一多孔性薄膜112。多孔性薄膜112設置於透明導電基板111之一表面，且載有一光敏錯合物113。多孔性薄膜112為一半導體材料，例如TiO2 。於一實施例中，透明導電基板111可為一FTO玻璃(F dopes SnO2 glass)。電解質13則設置於多孔性薄膜112以及第二電極12之間。光敏錯合物113之結構如前所述，在此不再贅述。
利用前述之光敏錯合物TF-1、TF-2、TF-3、TF-4及、TF-5製備本發明之敏化染料太陽能電池，其特性如表一所示，其中第一電極11包含光敏錯合物、TiO2 多孔性薄膜以及FTO玻璃；第二電極為Pt電極，例如：鍍有Pt金屬或其它任何導電材料，例如：碳黑或石墨的一般透光材料；電解質則是由以下成分所組成的混合物：0..6 M 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide(DMPII),0.1M Lithium iodide(LiI),0.1M I2 ,0.5 Mtert -butylpyridine溶於乙腈(acetonitrile)及戊腈(valeronitrile)的混合溶液之中(容積比例85:15)。
依據表一之結果，本發明之敏化染料太陽能電池具備較佳的光電轉換效率η。例如，包含本發明光敏錯合物TF-2、TF-3、TF-4及TF-5之敏化染料太陽能電池，其光電轉換效率η分別為9.805%、8.995%、9.834%及8.675%；而在相同條件下，Black dye之光電轉換效率η約8.956%。
此外，相較於N749，本發明之光敏錯合物具有較高效率，例如較高的開路電壓、較高的短路電流。換言之，本發明之敏化染料太陽能電池能夠以較薄的多孔性薄膜製作第一電極，如此可避免電極製程中的缺陷增加元件開路電壓，同時減少光敏錯合物的使用量以降低製程成本。
綜合上述，本發明之光敏錯合物具有三牙雜環配位基，其不具硫氰酸根配位基，因此相較於N749染料具有較高的光電轉換效率η，因此利用本發明之光敏錯合物所製備之敏化染料太陽能電池具備較佳之整體電池元件效能表現。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
11．．．第一電極
111．．．透明導電基板
112．．．多孔性薄膜
113．．．光敏錯合物
12．．．第二電極
13．．．電解質
圖1為一曲線圖，顯示本發明一較佳實施例之光敏錯合物以及習知染料之吸收光譜。
圖2為一示意圖，顯示本發明一較佳實施例之敏化染料太陽能電池之結構。
11．．．第一電極
111．．．透明導電基板
112．．．多孔性薄膜
113．．．光敏錯合物
12．．．第二電極
13．．．電解質

Claims (14)

  1. 雙三芽釕錯合物，包含以式(1)表示之化學式：RuL1 L2 ......(1)；Ru為釕，L1 及L2 為三牙雜環配位基；L1 具有下列代表式(2)： 其中R1 -R3 係選自氫、羧酸基、羧酸基塩類、磺酸基、磺酸基塩類、磷酸基及磷酸基塩類所組成的群組；L2 具有下列代表式：G1 G2 G3 ......(3)其中G1 及G3 係選自式(4)至式(7)所組成的群組，G2 係選自式(7)及式(8)所組成的群組： 其中L2 之取代基R’及R”係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  2. 如請求項1所述之雜配、雙三芽釕錯合物，其中L1 為4,4’,4-三羧酸 -2,2'；6',2"-三聯吡啶(4,4’,4”-tricarboxy-2,2’；2",6-terpyridine)。
  3. 如請求項1所述之雜配、雙三芽釕錯合物，其中L2 包含下列代表式(9)至式(14)。
  4. 如請求項1所述之雜配、雙三芽釕錯合物，其中L2 包含下列代表式(15)或(16)： 其中R4 係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜 環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  5. 如請求項4所述之雜配、雙三芽釕錯合物，其中R4 為芳基或雜芳基。
  6. 如請求項5所述之雜配、雙三芽釕錯合物，其中R4 係選自下列化學式： 其中R係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -Cl0 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  7. 一種敏化染料太陽能電池，包含：一第一電極，其包含：一透明導電基板；以及一多孔性薄膜，其為一半導體材料，設置於該透明導電基板之一表面，該多孔性薄膜載有一光敏錯合物；一第二電極；以及一電解質，其設置於該多孔性薄膜以及該第二電極之間；其中，該光敏錯合物包含以式(1)表示之化學式：RuL1 L2 ......(1)；Ru為釕，L1 及L2 為三牙雜環配位基； L1 具有下列代表式(2)： 其中R1 -R3 係選自氫、羧酸基、羧酸基塩類、磺酸基、磺酸基塩類、磷酸基及磷酸基塩類所組成的群組；以及L2 具有下列代表式：G1 G2 G3 ......(3)其中G1 及G3 係選自式(4)至式(7)所組成的群組，G2 係選自式(7)及式(8)所組成的群組： 其中L2 之取代基R’及R”係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  8. 如請求項7所述之敏化染料太陽能電池，其中L1 為4,4’,4”-三羧酸-2,2'；6',2"-三聯吡(4,4’,4”-tricarboxy-2,2’；2",6-terpyridine)。
  9. 如請求項7所述之敏化染料太陽能電池，其中L2 包含下列代表式(9)至式(14)。
  10. 如請求項7所述之敏化染料太陽能電池，其中L2 包含下列代表式(15)或式(16)： 其中R4 係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  11. 如請求項10所述之敏化染料太陽能電池，其中R4 為芳基或雜芳基。
  12. 如請求項11所述之敏化染料太陽能電池，其中R4 係選自下列化學式： 其中R係選自氫、鹵素、氰基(cyano,CN)、三氟甲烷基(trifluoromethyl,CF3 )、C2 -C10 氟化烷基、胺基(amino)、C1 -C10 烷基、C2 -C10 烯基、C2 -C10 炔基、C3 -C20 環烷基、C3 -C20 環烯基、C1 -C20 雜環烷基、C1 -C20 雜環烯基、芳基及雜芳基所組成的群組。
  13. 如請求項7所述之敏化染料太陽能電池，其中該半導體材料包含TiO2 。
  14. 如請求項7所述之敏化染料太陽能電池，其中該透明導電基板包含FTO玻璃。
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