• 沒有找到結果。

本論文中成功的合成出此系列Donor-π-Acceptor(D-π-A)有機染料,

可分為兩大類:一類為其結構中具有可自由旋轉π 共軛系統的染料化合物,

分別為具有不同的π 共軛長度的 AN1CA、AN2CA、AN3CA;另一類為其 結構中具有ring-locked 不可自由旋轉的染料化合物,分別為具有不同的 π 共軛長度ANR1CA 與 ANR2CA,經由理論計算的研究得知此系列化合物皆 具明顯的intramolecular charge transfer(ICT),代表分子內電子可以順利

得從推電子基經由π 共軛系統傳遞至拉電子基。

透過π 共軛長度的延長的確可以使我們的吸收光譜紅位移但相對的也 增加了分子間的堆疊程度,且經由實驗得知具有ring-locked π 共軛系統結構 的染料可能由於其分子為較剛硬的平面結構所以會使得當染料吸附在二氧 化鈦上時分子間堆疊的程度會比具等同π 共軛長度的可自由旋轉 π 共軛系 統結構的染料分子嚴重許多,所以造成了ANR1CA 與 AMR2CA 的 JSC明顯 偏低。

經由穩定度的測試證實了ANR1CA 與 ANR2CA 如同預期的其在溶劑中 會比AN1CA、AN2CA、AN3CA 來的穩定,但當時我們並沒有考慮到二氧 化鈦經由紫外光的照射會產生自由基這因素而導致ANR1CA、ANR2CA 此 類結構具有環張力的染料分子吸附在二氧化鈦上時有可能會變得不穩定,

所以雖然ANR1CA、ANR2CA 在二氧化鈦上具有較大的吸附量,但終究可

能因其吸附在二氧化鈦上時結構的不穩定加上消光係數比等同π 共軛長度 的染料分子低而使其能量轉換效率偏低。經由此次計畫的研究使我們在往 後有機染料結構上的設計會更完整,希望之後可以合成出一個真正具有高 穩定度且高效率的有機染料化合物。

參考文獻

1. Smalley, R. E. Energy & NanoTechnology Conference, Rice University, 2003, May 3.

2. Arunachalam , V. S.; Fleischer, E. L. MRS Bull. 2008, 33(April), 264.

3. Benson, S. M.; Franklin M. O. J. MRS Bull. 2008, 33(April), 297.

10. http://solarpv.itri.org.tw/aboutus/sense/principle.asp, 太陽光電資訊網.

11. http://fpdlab.ieo.nctu.edu.tw/main.php, 國立交通大學顯示系統實驗室.

12. http://physicsworld.com/cws/article/news/18790

13. http://www.sigmaaldrich.com/materials-science/organic-electronics/plexcor e-pv-ink-system.html

14. http://www.azonano.com/details.asp?ArticleId=2434.

15. Hurd, F.; Livingston R. J. Phys. Chem. 1940, 44, 865.

21. Kearns, D. R.; Hollins, R. A.; Khan, A. U.; Radlick, P. J. Am. Chem. Soc.

1967, 89, 5456.

22. 萬海保, 曹立新, 王麗穎, 曾廣賦, 席時權,

化學通報

, 1999, 6.

23. Tsubomura, H.; Matsumura M.; Nomura Y.; Amamiya T. Nature 1976, 261, 402.

24. O’Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737.

25. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humpbry-Baker, R.; Miiller, E.;

Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382.

26. Grätzel, M. J. Photochem. Photobiol. A 2004, 164, 3.

27. Nazeeruddin, M. K.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Spiccia, L.;

Deacon, G. B.; Bignozzi, C. A.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1613.

28. Nazeeruddin, M. K.; Péchy, P; Grätzel, M. Chem. Commun. 1997, 1705.

29. Chiba, Y.; Islam A.; Watanabe, Y.; Komiya, R.; Koide, N.; Han, L. Jpn. J.

Appl. Phys. 2006, 45, 638.

30. Nazeeruddin, M. K.; Angelis, F. D.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Viscardi G.;

Liska, P.; Ito, S.; Takeru, B.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16835.

31. Nazeeruddin, M. K.; Splivallo, R.; Liska P.; Comte, P.; Grätzel, M. Chem.

Commun. 2003, 1456.

32. http://www.worldscibooks.com/etextbook/p217/p217_chap08.pdf 33. Grätzel M. Nature 2001, 414, 338.

34. A. B. F. Martinson, T. W. Hamann, M. J. Pellin, J. T. Hupp, Chem. Eur. J.

2008, 14, 4458.

35. Kim, C.; Choi, H. Kim, S.; Baik, C.; Song, K.; Kang, M. S.; Kang, S. O.;

Ko, J. J. Org. Chem. 2008, 73, 7072.

36. Neale, N. R.; Kopidakis, N.; Lagemaat, J.; Grätzel, M.; Frank, A. J. J. Phys.

Chem. B 2005, 109, 23183.

37. Zhang, Z.; Evans, N,; Zakeeruddin S. M.; Humphry-Baker, R.; Grätzel, M.;

J. Phys. Chem. C 2007, 111, 398.

38. Wang, P., Zakeeruddin, S. M.; Comte, P.; Charvet R.; Humphry-Baker, R.;

Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14336.

39. Yum, J.-H.; Jang, S.-R.; Baker, R.; Grätzel, M.; Torres, T; Nazeeruddin, Md.

K. Langmuir 2008, 24, 5636.

40. Gao, F.; Wang, Y.; Shi, D.; Zhang, J.; Jing, X.; Humphry-Baker, R.; Wang, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10720.

41. http://org.ntnu.no/solarcells/pages/Chap.2.php?part=1

42. Gao, F.; Wang, Y.; Shi, D.; Zhang, J.; Wang, M.; Jing, X.; Humphry-Baker,

Palomares, E.; Durrant, J. R.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 178.

46. Wang, P.; Klein, C.; Moser, J.; Humphry-Baker, R.; Cevey-Ha, N.; Charvet, R.; Comte, P.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17553.

47. Chen, C.-Y.; Chen, J.-G.; Wu, S.-J.; Li, J.-Y.; Wu, C.-G.; Ho, K.-C. Angew.

Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7342.

48. Wang, P.; Klein, C.; Humphry-Baker, R.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. J.

Am. Chem. Soc. 2005, 127, 808.

49. Chen, C.-Y.; Wu, S.-J.; Li, J.-Y.; Wu, C.-G.; Chen, J.-G.; Ho, K.-C. Adv.

Mater. 2007, 19, 3888.

50. 童永樑

工業材料雜誌

2008, 255(3), 109.

51. Wang, P.; Wenger, B.; Humphry-Baker, R.; Moser, J. E.; Teuscher, J.;

Kantlehner, W.; Mezger, J.; Stoyanov, E. V.; Zakeeruddin, S. M.;

Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6850.

52. Kuang, D.; Klein, C.; Snaith, H. J.; Humphry-Baker, R.; Zakeeruddin, S. M.;

Grätzel, M. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 699.

53. a) Hara, K.; Kurashige, M.; Ito, S.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.;

Arakawa, H. Chem. Commun. 2003, 252. b) Hara, K.; Sato, T.; Katoh, R.;

Furube, A.; Yoshihara, T.; Murai, M.; Kurashige, M.; Ito, S.; Shinpo, A.;

Suga, S.; Arakawa, H. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 246. c) Hara, K.; Sato, T.; Katoh, R.; Furube, A.; Ohga, Y.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.;

Sugihara, H.; Arakawa, H. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 597. d) Hara, K.;

Kurashige, M.; Oh, Y. D.; Kasada, C.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.;

Arakawa, H. New J. Chem. 2003, 27, 783. e) Hara, K.; Tachibana, Y.; Ohga, Y.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Sol.

Energy Mater. Sol. Cells 2003, 77, 89. f) Wang, Z. S.; Cui, Y.; Oh, Y. D.;

Kasada, C.; Shinpo, A.; Hara, K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7224.

54. Mishra, A.; Fischer, M. K. R.; Buerle, P. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2474.

55. Zhang, G.; Bala, H.; Cheng, Y.; Shi, D.; Lv, X.; Yu, Q.; Wang, P. Chem.

Commun. 2009, 2198.

56. Zeng, W.; Cao, Y.; Bai, Y.; Wang, Y.; Shi, Y.; Zhang, M.; Wang, F.; Pan, C.;

Wang, P. Chem. Mater. 2010, 22, 1915.

57. Hara, K.; Kurashige, M.; Ito, S.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Arakawa, H. Chem. Commun. 2003, 252.

58. Wang, Z.; Cui, Y.; Dan-oh, Y.; Kasada, C.; Shinpo, A.; Hara, K. J. Phys. L.; Hagfeldt, A.; Grätzel M.; Nazeeruddin, Md. K. J. Am. Chem. Soc. 2008,

130, 6259.

63. Yen, Y.-S.; Hsu, Y.-C.; Lin, J.-T.; Chang, C.-W.; Hsu, C.-P.; Yin,D.-J. J.

Phys. Chem. C 2008, 112, 12557.

64. Grätzel, M. Chem. Lett. 2005, 34, 1.

65. Katoh, R.; Furube, A.; Yoshihara, T.; Hara, K.; Fujihashi, G.; Takano, S.;

Murata, S.; Arakawa, H.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4818.

66. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338.

67. 童永樑, 釕金屬染料在染料敏化太陽能電池的演進,

工業材料雜誌

2008, 255(3), 109.

68. Campbell, W. M.; Burrell, A. K.; Officer, D. L.; Jolley, K.W. Coord. Chem.

69. Grätzel, M.; J. Photochem. Photobiol. A 2004, 164, 3

70. Huang, S.-T.; Hsu, Y.-C.; Yen, Y.-S.; Chou, H.-H.; Lin, J.-T.; Chang, C.-W.;

Hsu, C.-P.; Tsai, C.; Yin, D.-J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19739.

71. Wang, P.; Zakeeruddin, S.-M.; Moser, J.-E.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 13280.

72. Jones, G.; Jackson, W. R.; Choi, C.-Y.; Bergmark, W. R. J. Phys. Chem.

1985, 89, 294.

73. Chen, K.-U.; Hsu, Y.-C.; Wu, Q.; Yeh, M.-C. P.; Sun, S.-S. Org. Lett. 2009,

11, 377.

74. Liu, B.; Zhu, W.; Zhang, Q.; Wu, W.; Xu, M.; Ning, Z.; Xie, Y.; Tian, H.

Chem. Commun. 2009, 1766.

O O

附圖一、化合物2之1 H NMR圖譜

附圖二、化合物3之1 H NMR圖譜

O O

附圖三、化合物4之1 H NMR圖譜

附圖四、化合物5之1 H NMR圖譜

附圖五、化合物6之1 H NMR圖譜

附圖六、化合物7之1 H NMR圖譜

附圖七、化合物ANR1CA之1 H NMR圖譜

附圖八、化合物8之1 H NMR圖譜

附圖九、化合物9之1 H NMR圖譜

附圖十、化合物ANR2CA之1 H NMR圖譜

附圖十一、化合物10之1 H NMR圖譜

附圖十二、化合物AN1CA之1 H NMR圖譜

附圖十三、化合物11之1 H NMR圖譜

附圖十四、化合物AN2CA之1 H NMR圖譜

附圖十五、化合物12之1 H NMR圖譜

附圖十六、化合物AN3CA之1 H NMR圖譜

附圖十七、化合物6之13 C NMR圖譜

附圖十八、化合物8之13 C NMR圖譜

附圖十九、化合物AN1CA之13 C NMR圖譜

附圖二十、化合物11之13 C NMR圖譜

附圖二十一、化合物AN2CA之13 C NMR圖譜

附圖二十二、化合物12之13 C NMR圖譜

AN3CA之13 C NMR圖譜

O O

ChemicalFormula:C13H18O2 ExactMass:206.13 MolecularWeight:206.28 附圖二十四、化合物3之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C28H29NO3 ExactMass:427.21 MolecularWeight:427.53 附圖二十五、化合物6之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C33H34N2O4 ExactMass:522.25 MolecularWeight:522.63 附圖二十六、化合物7之EI-MS圖譜

ChemicalFormula:C31H ExactMass:494.22 MolecularWeight:49430

N2O4 .58 附圖二十七、化合物ANR1CA之MALDI-MS圖譜

ChemicalFormula:C32H33NO3 ExactMass:479.25 MolecularWeight:479.61 附圖二十八、化合物8之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C37H38N2O4 ExactMass:574.28 MolecularWeight:574.71 附圖二十九、化合物9之FAB-MS圖譜

附圖三十、化合物ANR2CA之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C35H34N2O4 ExactMass:546.25 MolecularWeight:546.66

ChemicalFormula:C21H19NO3 ExactMass:333.14 MolecularWeight:333.38 附圖三十一、化合物10之EI-MS圖譜

ChemicalFormula:C24H20N2O4 ExactMass:400.14 MolecularWeight:400.43 附圖三十二、化合物AN1CA之EI-MS圖譜

ChemicalFormula:C23H21NO3 ExactMass:359.15 MolecularWeight:359.42 附圖三十三、化合物11之EI-MS圖譜

ChemicalFormula:C26H22N2O4 ExactMass:426.16 MolecularWeight:426.46 附圖三十四、化合物AN2CA之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C25H23NO3 ExactMass:385.17 MolecularWeight:385.46 附圖三十五、化合物12之FAB-MS圖譜

ChemicalFormula:C28H24N2O ExactMass:452.17 MolecularWeight:452.50

4 附圖三十六、化合物AN3CA之FAB-MS圖譜

相關文件