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

3.5.3β-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

4.2D-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

4.3D-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

4.4.1D-D-π-A型95

4.4.2(D)2-π-A/D-π-(A)2型97

4.4.3D-(π-A)2型101

4.4.4L-(D-π-A)2型103

4.4.5H型双电子给体/受体有机染料104

4.4.6X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

5.2.1β-位连接基团119

5.2.2meso-位连接基团119

5.2.3meso-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