课题基金基金详情
基于杯芳烃的新型光敏染料的设计合成及其在染料敏化太阳电池中的应用
结题报告
批准号:
21572280
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘军民
依托单位:
学科分类:
B0112.功能分子/材料的合成
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李韶勇、黄剑锋、苏培洋、黄理渊、郭靖、陈逸凡、张建友、袁展
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
如何有效地提高染料敏化剂的光电转化性能和稳定性是目前染料敏化太阳电池领域面临的关键问题。为了寻求解决方法,我们创新性地将杯芳烃单元引入到光敏染料中,因为杯芳烃具有光热稳定性好,修饰提纯简单,吸光单元多,结构防聚集等优点,满足了作为光敏化剂的最佳条件。.本项目拟以杯[4]芳烃为构筑平台,在其上沿引入功能有机分子或卟啉大环分子,设计合成一系列含四个D-π-A单元的新型光敏染料,研究重点在于:1)探索这类分子的结构与光电性质之间的关系,寻找稳定性强、吸收光谱宽的高效光敏化剂;2)将能级匹配和性质良好的杯芳烃类光敏染料应用于太阳电池中,系统研究其构效关系,寻求设计高效稳定光敏染料的新思路。.鉴于杯芳烃得天独厚的优势,开发性能优越的杯芳烃类光敏染料,将为光敏剂分子设计的开启新方向,为高性能染料敏化太阳电池研发提供新机遇。
英文摘要
The two key issues in dye-sensitized solar cells (DSSCs) are to improve the conversion efficiency and stability of sensitizers. To promote growth of sensitizer research, calixarenes are introduced into the sensitizers for their intrinsic stability, facile structural modification, aggregation-resistant cone-shaped structures, and abundant light-harvesting units. .In this project, a novel series of calix[4]arene-based sensitizers containing four donor-π-acceptor moieties are designed and synthesized by incorporating functional organic dye units or porphyrin units. Herein, two points are focused on. Firstly, the relationships between chemical structures and optoelectronic properties are systematically investigated to develop high-performance sensitizers with wide absorptions and excellent stability; Secondly, the appropriate sensitizers are applied in DSSCs and the structure-performance relationships are studied to explore new ideas in design of sensitizers with outstanding properties. .Novel organic dyes containing calixarene are developed owing to their unique advantages, which can open a new path for the sensitizer design and provide a new opportunity the development of excellent sensitizers.
本项目立足于解决目前染料敏化剂的光电/光化学转化性能不高和稳定性较差等关键问题,创新性地将光热稳定性好,修饰提纯简单,吸光单元多,结构防聚集的杯芳烃单元引入到光敏染料中,通过在杯芳烃上沿引入功能有机分子,设计合成了一系列含四个D-π-A单元的新型光敏染料,探索了这类分子的结构与光电/光化学性质之间的关系,获得了稳定性强、吸收光谱宽的高效光敏化剂,并将能级匹配和性质良好的杯芳烃类光敏染料应用于染料敏化太阳电池、可见光催化制氢、及可见光还原二氧化碳的研究中,获得了一些重要的研究结果,比如,开发了基于杯芳烃染料的Calix-3-TiO2,HO-TPA-TiO2,C4BTP-TiO2,C4BTP/g-C3N4等杂化材料并研究了其光催化性能,它们都表现了优异的光催化制氢或光还原CO2的活性和稳定性,为目前文献报道的杂化体系光催化产氢或光还原产CO最高值之一。通过对本项目的研究,我们获得了一些设计高效稳定光敏染料的新思路,为光敏剂分子设计的开启了新方向,为高效能太阳电池或可见光催化系统的研发提供了新机遇。.另外,本项目拓展了研究范畴,设计合成了其它有机D-π-A锥形光敏染料及系列光敏性金属-有机配位纳米笼,其分别与半导体结合获得了复合材料,并用于光催化研究,取得了一些重要进展。比如,开发了基于光敏笼的MOC-16-TiO2,MOC-16/g-C3N4,MOC-YS-TiO2,MOC-TPyP/g-C3N4材料,及基于光敏环的Cycle-LL/g-C3N4材料,该系列材料在无需助催化剂条件下可以实现高效光催化产氢,为高效、稳定、廉价的光催化系统设计提供了参考。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Interface engineering of perovskite solar cells with multifunctional polymer interlayer toward improved performance and stability
具有多功能聚合物中间层的钙钛矿太阳能电池的界面工程,以提高性能和稳定性
DOI:10.1016/j.jpowsour.2017.12.082
发表时间:2018-02-28
期刊:JOURNAL OF POWER SOURCES
影响因子:9.2
作者:Huang, Li-Bo;Su, Pei-Yang;Su, Cheng-Yong
通讯作者:Su, Cheng-Yong
A triptycene-based two-dimensional porous organic polymeric nanosheet
基于三蝶烯的二维多孔有机聚合物纳米片
DOI:10.1039/c7py01122a
发表时间:2017-09-28
期刊:POLYMER CHEMISTRY
影响因子:4.6
作者:Chen, Jing-Jing;Zhai, Tian-Long;Zhang, Chun
通讯作者:Zhang, Chun
Facile synthesis of porous hybrid materials based on Calix-3 dye and TiO2 for high photocatalytic water splitting performance with excellent stability
基于 Calix-3 染料和 TiO2 的多孔杂化材料的轻松合成,具有高光催化水分解性能和优异的稳定性
DOI:10.1039/c8ta10633a
发表时间:2019-02-21
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:11.9
作者:Huang, Jian-Feng;Liu, Jun-Min;Su, Cheng-Yong
通讯作者:Su, Cheng-Yong
DOI:10.1039/c8ra02146e
发表时间:2018-06-19
期刊:RSC ADVANCES
影响因子:3.9
作者:Wang, Jun-Fang;Huang, Li-Yuan;Bu, Jian-Hua;Li, Shao-Yong;Qin, Su;Xu, Yao-Wei;Liu, Jun-Min;Su, Cheng-Yong
通讯作者:Su, Cheng-Yong
Stable organic dyes basedon the benzo[1,2-b:4,5-b′]dithiophene donor for efficient dye-sensitized solar cells
基于苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩供体的稳定有机染料,用于高效染料敏化太阳能电池
DOI:10.1039/c5ta00332f
发表时间:2015-01-01
期刊:JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
影响因子:11.9
作者:Chen, Yi-Fan;Liu, Jun-Min;Su, Cheng-Yong
通讯作者:Su, Cheng-Yong
基于光敏性金属-有机笼和共价有机框架的Z-scheme型复合材料的制备及其在光解水制氢中的应用研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
基于光敏性金属-有机笼与g-C3N4的Z-scheme光催化体系的构筑及其分解水制氢性能的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
光敏性金属-有机笼与氮化碳复合材料的制备及其光催化产氢性能的研究
  • 批准号:
    n/a
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
基于杯芳烃染料和二氧化钛的有机-无机杂化材料的制备及其光催化性能的研究
  • 批准号:
    21975291
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
杯芳烃染料和二氧化钛杂化材料的制备及其光催化性能的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
以三联吡啶类杯芳烃为配体构筑功能性分子笼或分子环自组装体系
  • 批准号:
    21272292
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘军民
  • 依托单位:
国内基金
海外基金