含长支链π桥的三苯胺酸碱染料的多元共敏化协同增效研究

本文推荐：研究团队通过设计含长支链π桥的三苯胺酸碱染料（TB/TY），构建二元（TB@TY）、三元（TA@TB@TY）及多元（TA@TB@TY@EA）共敏化体系，利用长烷基链的物理屏障效应抑制染料聚集，优化分子间相互作用。实验表明，该策略将染料敏化太阳能电池（DSSCs）的光电转换效率（PCE）从3.68%提升至6.74%，为高效DSSCs开发提供了创新思路。

　　

Highlight

在共敏化太阳能电池（Co-DSSCs）研究中，抑制电子复合与染料聚集是提升光电转换效率（PCE）的关键。本研究设计合成了两种大体积有机染料TB和TY，以氰基乙酸和吡啶基团为电子受体，并在π桥链中引入长烷基链。这种设计不仅赋予染料分子独特空间构型，还通过长支链的物理"屏障"效应显著抑制染料在光阳极表面的聚集现象。

Results and discussions

染料TB和TY的分子结构及合成路线如图1和方案1所示（具体合成步骤见支持信息）。THF溶液（1×10^-5 mol/L）和TiO₂薄膜（3.0-3.5 μm）上的紫外-可见吸收光谱显示，二者在500 nm附近均表现出显著光吸收和高摩尔消光系数（详见表1）。

Conclusions

通过将2,6-二溴-4,8-双[(2-丁基-正辛基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩引入TPA供体，并以氰基乙酸和吡啶鎓作为不同锚定基团，成功合成新型染料TB和TY。非竞争性共吸附使DSSC的PCE从3.68%提升至5.55%，而含末端烷基链的酸性染料TA的引入进一步优化了性能。