專利名稱：染料化合物及使用該化合物的太陽能電池及染料溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種染料化合物及使用該染料化合物制作的光電元件，特別是一種適用于染料敏化太陽能電池(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)的染料化合物及染料敏化太陽能電池。
背景技術(shù)：
隨著人類文明發(fā)展，全球面臨嚴(yán)重的能源危機(jī)及環(huán)境污染等問題。其中，能將太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能的光電太陽能電池是解決全世界能源危機(jī)及降低環(huán)境污染的重要方法之一。在太陽能電池中，染料敏化太陽能電池因其制造成本低、可制成大面積、具撓性、具透光性而可用于建筑物上等優(yōu)異特性，逐漸成為一種極具前景的新型太陽能電池。
近年,GrStzel等人發(fā)表一系列染料敏化太陽能電池相關(guān)文獻(xiàn)(例如O’Regan,B.；Gratzel5M. Nature 1991，353，737)，顯示染料敏化太陽能電池具有實(shí)用性。一般而言，染料敏化太陽能電池的結(jié)構(gòu)包括陰/陽電極、納米二氧化鈦、染料及電解質(zhì)；其中，染料對(duì)電池效率有關(guān)鍵性的影響。釕絡(luò)合物是目前所知光電轉(zhuǎn)換效率較高的光敏染料，但其成本高且在大量使用后會(huì)面臨供應(yīng)不足的問題。有機(jī)敏化染料具有高摩爾吸收系數(shù)及分子設(shè)計(jì)變化較大等優(yōu)點(diǎn)，故可以制造不種顏色的染料敏化太陽能電池，增加染料敏化太陽能電池應(yīng)用彈性，且可以依據(jù)物件搭配不同顏色的染料太陽能電池。最近，香豆素(Coumarin) (Hara, K. ；Sayama,K. ；Arakawa, H. ；0hga, Y. ；Shinpo, A. ;Sug, S. Chem. Commun. 2001, 569)、Π引哚啉(Indoline)(Horiuchi, T. ；Miura, H. ；Sumioka, K. ;Uchida，S. J. Am. Chem. Soc. 2004，126，12218)、以及部花青素(Merocyanine) (Otaka, H. ；Kira, Μ. ；Yano, K. ；Ito, S. ；Mitekura, H. ；Kawata,T. ；Matsui, F. J. Photochem. Photobiol. A Chem. 2004,164,67)等染料衍生物已用于制造染料敏化太陽能電池。此外，美國專利申請(qǐng)US 2010122729揭露了一種含芴基的染料化合物，具有較佳光電轉(zhuǎn)換效率。然而，一般有機(jī)光敏化染料合成步驟繁瑣，工序條件控制不易。有鑒于此，日本專利JP 4442105提供了另一染料化合物,簡化具有吸光能力的主體(spacer)結(jié)構(gòu)，并維持一定的光電轉(zhuǎn)換效率。由于染料敏化太陽能電池中的染料對(duì)電池效率有關(guān)鍵性的影響，因此，尋找可以提高染料敏化太陽能電池效率的染料分子，是改善染料敏化太陽能電池效率的重要方法之一。此外，簡化染料化合物的合成方法及染料化合物的結(jié)構(gòu)，以降低染料敏化太陽能電池的制作成本并提升光電轉(zhuǎn)換效率，仍是亟欲解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型染料化合物，其適用于染料敏化太陽能電池。該染料化合物的結(jié)構(gòu)如下式(I)或其鹽類
權(quán)利要求
1.一種染料化合物，其結(jié)構(gòu)如下式(I)或其鹽類
2.如權(quán)利要求I所述的染料化合物，其特征在于，R1及R2皆為丁基，且D1及D2皆為丁基。
3.如權(quán)利要求I所述的染料化合物，其特征在于，R1及R2各自獨(dú)立地表示C1-C12烷基，且Dp D2與N共同鍵結(jié)為
4.如權(quán)利要求3所述的染料化合物，其特征在于,R1及R2皆為丁基，且DpD2、與N共同鍵結(jié)為
5.如權(quán)利要求3所述的染料化合物，其特征在于,R1及R2皆為乙基，且DpD2、與N共同鍵結(jié)為
6.一種染料敏化太陽能電池，包括 (a)一光電陽極，包括一如下式(I)的染料化合物或其鹽類，
7.如權(quán)利要求6所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，該式(1)染料化合物或其鹽類的R1及R2皆為丁基，且D1及D2皆為丁基。
8.如權(quán)利要求6所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，該式(I)染料化合物或其鹽類的R1及R2皆為丁基，且Dp D2與N共同鍵結(jié)為
9.如權(quán)利要求6所述的染料敏化太陽能電池，其特征在于，該式(I)染料化合物或其鹽類的R1及R2皆為乙基，且Dp D2與N共同鍵結(jié)為
10.一種染料溶液，包括 (A)如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的染料化合物或其鹽類，其含量為O.01重量％至I重量％ ;以及 (B)有機(jī)溶劑，其含量為99重量％至99.99重量％，且該有機(jī)溶劑是選自乙腈、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二甲基甲酰胺及N-甲基吡咯烷酮所組成的組中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種染料化合物及使用該染料化合物制作的染料敏化太陽能電池，該染料化合物的結(jié)構(gòu)如下式(I)或其鹽類其中，R1、R2、D1及D2的定義如說明書中所述。本發(fā)明的染料化合物，可適用于染料敏化太陽能電池，并可同時(shí)增加染料敏化太陽能電池的光電效率。
文檔編號(hào)H01L51/46GK102775807SQ20111014731
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者唐偉誠, 林思妤 申請(qǐng)人:臺(tái)灣永光化學(xué)工業(yè)股份有限公司