光敏化太阳电池材料 原理与应用PDF电子书下载

第1章 太阳电池概论 1

1.1 能源与环境 1

1.1.1 能源危机与温室效应 1

1.1.2 可再生能源发展策略 1

1.1.3 发展太阳电池的重要意义 2

1.2 太阳能的利用 3

1.2.1 物理基础 4

1.2.2 光电转换原理 4

1.2.3 太阳电池基础 9

1.3 太阳电池研究现状 11

1.3.1 太阳电池的种类 11

1.3.2 太阳电池的发展 13

1.3.3 太阳电池产业现状 14

1.4 世界各国对太阳电池的发展规划 14

1.5 太阳电池的发展趋势与重要课题 15

1.6 结语 16

第2章 染料敏化太阳电池基础 17

2.1 染料敏化太阳电池发展历史 17

2.2 染料敏化太阳电池的结构和工作原理 18

2.2.1 器件结构 18

2.2.2 界面过程 19

2.2.3 工作模型 20

2.3 染料敏化太阳电池材料概述 20

2.3.1 透明导电基底 20

2.3.2 光阳极 21

2.3.3 光敏染料 22

2.3.4 电解质 23

2.3.5 对电极 25

2.4 染料敏化太阳电池的表征与评价 25

2.4.1 电性参数 25

2.4.2 光电物理、化学性能 27

2.5 提高染料敏化太阳电池效率的途径和方法 28

2.6 结语 29

第3章 联吡啶钌配合物光敏染料的结构修饰 30

3.1 分子工程基础 30

3.2 辅助配体结构优化 33

3.2.1 两亲性联吡啶钌配合物 34

3.2.2 离子配位联吡啶钌配合物 35

3.2.3 电子离域辅助配体 36

3.2.4 含空穴传输基团的辅助配体 40

3.2.5 非典型联吡啶辅助配体 43

3.3 三联吡啶配体分子工程 47

3.4 连接配体结构修饰 50

3.4.1 稠环吡啶衍生连接配体 50

3.4.2 共轭电子传输通道 51

3.5 异硫氰根（—NCS）配体的功能化取代 53

3.5.1 苯基／吡啶螯合配体 53

3.5.2 唑类／吡啶螯合配体 57

3.5.3 β-双酮给电子配体 59

3.5.4 其他类型单／无—NCS基团钌配合物 60

3.6 结语 63

第4章 有机光敏染料的分子设计 64

4.1 有机光敏染料分子结构设计基础 64

4.2 D-π-A型有机光敏染料 66

4.2.1 香豆素类 66

4.2.2 咔唑类 68

4.2.3 吲哚啉类 70

4.2.4 四氢喹啉类 73

4.2.5 杂蒽类 75

4.2.6 三芳胺类 76

4.3 D-A-π-A型有机光敏染料 85

4.3.1 含氰基／氟基的D-A-π-A型有机染料 86

4.3.2 苯并噻二唑辅助电子受体 87

4.3.3 苯并三唑／苯并吡嗪／苯邻二甲酰亚胺辅助电子受体 91

4.3.4 吡咯并吡咯二酮／噻吩并吡嗪辅助电子受体 93

4.3.5 连二噻唑辅助电子受体 94

4.4 多电子给体／受体型有机光敏染料 95

4.4.1 D-D-π-A型 95

4.4.2 （D）2-π-A/D-π-（A）2型 97

4.4.3 D-（π-A）2型 101

4.4.4 L-（D-π-A）2型 103

4.4.5 H型双电子给体／受体有机染料 104

4.4.6 X型双电子给体／受体有机染料 105

4.5 离子型有机光敏染料 106

4.5.1 半菁／菁类有机染料 107

4.5.2 方酸类有机染料 108

4.5.3 氟硼荧类有机染料 112

4.6 结语 115

第5章 卟啉／酞菁系光敏染料分子工程 117

5.1 引言——卟啉／酞菁的结构特点 117

5.2 卟啉光敏染料连接基团功能化 118

5.2.1 β-位连接基团 119

5.2.2 meso-位连接基团 119

5.2.3 meso-位多功能化取代 123

5.2.4 噻吩电子传输通道 123

5.3 卟啉光敏染料的光谱响应增强 124

5.3.1 功能化π-共轭发色团 124

5.3.2 稠环卟啉光敏染料 126

5.3.3 卟啉二聚体 127

5.4 卟啉染料分子团聚的抑制 130

5.4.1 染料分子的烷氧基链包封 130

5.4.2 共敏化 131

5.5 高效率卟啉染料敏化太阳电池 135

5.6 酞菁光敏染料的分子工程 137

5.6.1 酞菁的外围不对称修饰 137

5.6.2 酞菁中心金属轴向配位 139

5.6.3 电子传输通道与连接基团的优化 141

5.7 结语 143

第6章 新型高效有机铅卤钙钛矿光敏材料 144

6.1 引言 144

6.2 有机铅卤钙钛矿材料的结构特点与性质 146

6.3 有机铅卤钙钛矿太阳电池研究进展 149

6.3.1 器件结构 149

6.3.2 材料制备及器件封装 151

6.3.3 有机铅卤钙钛矿材料敏化太阳电池 153

6.3.4 介观超结构钙钛矿太阳电池 154

6.3.5 平面异质结钙钛矿太阳电池 156

6.3.6 杂化钙钛矿太阳电池 157

6.3.7 柔性钙钛矿太阳电池 158

6.4 钙钛矿太阳电池前景展望 159

6.5 结语 160

参考文献 161