有机与无机光敏染料 ORGANIC AND INORGANIC PHOTOSENSITIZER DYES
 專利名稱 |
有機與無機光敏染料ORGANIC AND INORGANIC PHOTOSENSITIZER DYES |
| 申請日 (校編號) |
2010/10/05 (099016US) 2010/05/19 (099016TW) 2010/11/09 (099016JP) |
| 專利證書號 |
8,404,842 美國 I434894 中華民國 特許第 5498355 號 日本 |
| 專利權人 |
國立中央大學 |
| 發明人 |
吳春桂、李政穎、陳家原、吳錫章 |
| 技術摘要： |
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| The present invention discloses organic and inorganic photosensitizer dyes as the following formulas (1) to (3), wherein the substituents "A, B, D and G" are as defined in claim 1. ##STR00001##
本發明係揭露一系列有機與無機光敏染料，該光敏染料如表示式(1)~(3)其中之一所示，
(1) (2) (3)
其中A為表示式(4)~(15)其中之一；
(4) (5) (6) (7)
(8) (9) (10) (11)
(12) (13) (14) (15)
其中B為表示式(16)~(42)其中之一，或為表示式(16)~(42)其中之任意單元之組合；
(16) (17) (18) (19)
(20) (21) (22) (23) (24)
(25) (26) (27) (28) (29)
(30) (31) (32) (33) (34)
(35) (36) (37) (38)
(39) (40) (41) (42)
其中G分別獨立為表示式(43)~(73)其中之一；
(43) (44) (45) (46) (47)
(48) (49) (50)
(51) (52) (53) (54) (55)
(56) (57) (58) (59) (60)
(61) (62) (63) (64) (65)
(66) (67) (68) (69)
(70) (71) (72) (73)
其中D分別獨立為表示式(74)~(83)其中之一；
(74) (75) (76) (77)
(78) (79) (80)
(81) (82) (83)
其中E分別獨立為表示式(43)~(49)或為表示式(84)~(97)其中之一；
(84) (85) (86)
(87) (88) (89)
(90) (91) (92)
(93) (94) (95)
(96) (97)
其中Z分別獨立表示為氫(Hydrogen；H)、鋰(Lithium；Li)、鈉(Sodium；Na)、鉀(Potassium；K)或為四級銨鹽(如表示式(98)所示)；
(98)
其中於表示式(23)~(35)、式(51)~(53)及式(55)~(66)中的X分別獨立表示為硫(S)、銨基(N-R)(R為-CqH2q+1(q=1~20))、氧(O)或硒(Se)其中之一；其中於表示式(44)~(47)中的j為1~20；其中於表示式(45)~(47)中的k為0~20；於表示式(48)~(50)及式(84)~(97)中的m為0~10；於表示式(51)~(52)及式(56)~(60)中的n為0~4；於表示式(84)~(97)中的p為0~2；其中於表示式(4)~(20)、式(36)、式(39)、式(41)、式(42)、式(67)、式(70)、式(72)、式(73)、式(87)、式(93)及式(94)中的R1分別獨立表示為-CxH2x+1、-(CyH2y)-OCxH2x+1、-(CyH2y)-SCxH2xy+1、-(CyH2y)-N(CxH2x+1)2(其中x=1~20；y=1~20)或為式(49)~(50)其中之一；其中於表示式(21)~(31)、式(33)~(38)、式(40)、式(56)~(61)、式(63)~(65)、式(67)~(69)、式(71)、式(84)~(97)中的R2分別獨立表示為氫(-H)、-CxH2x+1、-(CzH2z)-OCxH2x+1、-(CzH2z)-SCxH2x+1、-(CzH2z)-N(CxH2x+1)2(其中x=1~20；z=0~20)或為式(48)~(50)其中之一；其中於表示式(48)、式(49)及式(98)中的R3分別獨立表示為氫(-H)或為-CxH2x+1(x=1~20)其中之一；其中於表示式(91)中的R4為CwH2w(w=1~2)。 |
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| 解決的問題或達成的功效： |
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| the present invention is to provide organic and inorganic photosensitizer dyes. The photosensitizer dyes of the present invention have high absorption coefficient, and the absorption spectrum of the photosensitizer dyes is more close to that of the sunlight. Some of the organic molecules can absorb far-red light effectively and therefore the dye-sensitized solar cells based on the photosensitizer dyes of the present invention will have good conversion efficiency. to increase the electric conductivity of the metal oxides carriers to produce electrons from the surface of metal particles smoothly and prevent catalytic efficacy reduction.
本發明之光敏染料具有高吸收係數，且本系列之光敏染料的吸收光圖譜與太陽光 能譜相符，且本發明中的一些有機分子能有效地吸收遠紅光，為搭配現階段高效率染料的最佳光敏分子，因此使用本發明之光敏染料的染料敏化太陽能電池元件可具有良好的光電轉換效率。 |
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| 應用領域： |
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| The present invention relates to the photosensitizer dyes, and more particularly, to the organic and inorganic photosensitizer dyes. 染料敏化太陽能電池 |
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| 適用產品： |
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| 太陽能電池 |
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| IPC： |
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| C09B-057/00(2006.01);C09B-057/10(2006.01);C07D-495/04(2006.01);C07D-333/78(2006.01);C07F-015/00(2006.01);H01M-014/00(2006.01);H01L-031/04(2006.01) |
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| Claim 1： |
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| 1. An organic and inorganic photosensitizer dye applied to dye-sensitized solar cells, comprising one of the following formula (3): ##STR00032## wherein G represents independently one of the formulas (46) to (73); ##STR00033## ##STR00034## ##STR00035## wherein D represents independently one of the formulas (74) to (83); ##STR00036## wherein E represents independently one of the formulas (46) to (49) or (84) to (97); ##STR00037## ##STR00038## wherein Z represents independently hydrogen (H), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K) or a quaternary ammonium salt shown in the following formula (98); ##STR00039## wherein X in the formulas (51) to (53) and (55) to (66) represents independently one of the sulfur (S), an amino group (N--R; R represents C.sub.qH.sub.2q+1 (q=1 to 20)), oxygen (O) or selenium (Se); j=1 to 20 in the formulas (46) to (47); k=0 to 20 in the formulas (46) to (47); m=1 to 10 in the formulas (84) to (97); n=1 to 4 in the formulas (51) to (52) and in formulas (56) to (60); p=0 to 2 in the formulas (84) to (97); R.sub.1 in the formulas (67), (70), (72) to (73), (87), (93) and (94) represents independently C.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.yH.sub.2y)--OC.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.yH.sub.2y)--SC.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.yH.sub.2y)--N(C.sub.xH.sub.2x+1).sub.2 (x=1 to 20; y=1 to 20) or the formulas (49) to (50); R.sub.2 in the formulas (56) to (61), (63) to (65), (67) to (69), (71) and (84) to (97) represents independently hydrogen (H), C.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.zH.sub.2z)--OC.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.zH.sub.2z)--SC.sub.xH.sub.2x+1, (C.sub.zH.sub.2z)--N(CH.sub.xH.sub.2x+1).sub.2 (x=1 to 20; z=0 to 20) or the formulas (48) to (50); R.sub.3 in the formulas (48), (49) and (98) represents independently hydrogen (H) or C.sub.xH.sub.2x+1, (x=1 to 20); and R.sub.4 in the formula (91) represents C.sub.wH.sub.2w, (w=1 to 2). 1.一種有機與無機光敏染料，適於應用在染料敏化太陽能電池上，該光敏染料如表示式(1)、(3)所示，其中A為表示式(4)~(15)其中之一；其中B為表示式(16)~(42)其中之一，或為表示式(16)~(42)其中之任意單元之組合；其中G分別獨立為表示式(43)~(73)其中之一；其中D分別獨立為表示式(74)~(83)其中之一；其中E分別獨立為表示式(43)~(49)或為表示式(84)~(97)其中之一；其中Z分別獨立表示為氫(Hydrogen；H)、鋰(Lithium；Li)、鈉(Sodium；Na)、鉀(Potassium；K)或為表示式(98)所示之四級銨鹽；其中於表示式(23)~(35)、式(51)~(53)及式(55)~(66)中的X分別獨立表示為硫(S)、銨基(N-R)(R為-CqH2q+1(q=1~20))、氧(O)或硒(Se)其中之一；其中於表示式(44)~(47)中的j為1~20；其中於表示式(45)~(47)中的k為0~20；於表示式(48)~(50)及式(84)~(97)中的m為0~10；於表示式(51)~(52)及式(56)~(60)中的n為0~4；於表示式(84)~(97)中的p為0~2；其中於表示式(4)~(20)、式(36)、式(39)、式(41)、式(42)、式(67)、式(70)、式(72)、式(73)、式(87)、式(93)及式(94)中的R1分別獨立表示為-CxH2x+1、-(CyH2y)-OCxH2x+1、-(CyH2y)-SCxH2xy+1、-(CyH2y)-N(CxH2x+1)2(其中x=1~20；y=1~20)或為式(49)~(50)其中之一；其中於表示式(21)~(31)、式(33)~(38)、式(40)、式(56)~(61)、式(63)~(65)、式(67)~(69)、式(71)、式(84)~(97)中的R2分別獨立表示為氫(-H)、-CxH2x+1、-(CzH2z)-OCxH2x+1、-(CzH2z)-SCxH2x+1、-(CzH2z)-N(CxH2x+1)2(其中x=1~20；z=0~20)或為式(48)~(50)其中之一；其中於表示式(48)、式(49)及式(98)中的R3分別獨立表示為氫(-H)或為-CxH2x+1(x=1~20)其中之一；其中於表示式(91)中的R4為CwH2w(w=1~2)；其中當表示式(1)中之A為表示式(6)~(9)或式(11)~(13)其中之一，且式(6)~(9)或式(11)~(13)中的D為表示式(76)~(78)其中之一，且式(76)~(78)中的Z表示為氫(H)時，表示式(1)中的B不為式(16)；表示式(1)中的G亦不為式(43)~(47)其中之一；此時當G為式(51)~(55)其中之一，則式(51)~(55)中的E亦不為式(43)~(47)其中之一；且此時當E為式(84)、式(88)或式(89)其中之一，則式(84)、式(88)與式(89)中的m不為0；其中當表示式(3)中之D為表示式(74)~(76)或式(79)~(82)其中之一，且表示式(3)中之G為表示式(51)~(66)，表示式(51)~(66)中之E不為式(43)~(49)其中之一；而此時如E為表示式(84)~(95)其中之一，式(84)~(95)中之m皆不為0。 |
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