《美国化学会志》报道华东理工大学有机敏化染料研究重要进展

太阳能开发利用是解决能源问题的有效手段，其中染料敏化太阳电池具有制作工艺简单和光电转换效率较高等优点。近期，华东理工大学化学学院解永树教授和朱为宏教授开展合作研究，在有机敏化染料创新设计及共敏化方向取得重要成果。

作为传统有机染料，卟啉因其高摩尔吸收系数和突出光电性能而引起了广泛关注，但其在近红外和500 nm附近区域存在明显的吸收缺陷。针对该瓶颈，通过对卟啉分子(ZnP)给体、受体、桥基及取代基的系统优化，可有效增强其近红外吸收并克服聚集效应，提高光电流和光电压；进一步与纯有机染料WS-5等共敏化，最终实现11.5%的光电转换效率，取得基于碘电解质的非钌染料敏化电池的最高光电转换效率。该成果为传统碘电解质条件下提高电池效率提供了有效途径。该论文近期发表于《美国化学会志》(JACS, 2015,  137, 14055−14058; http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b09665)。

另一方面，染料分子的HOMO–LUMO能级必须有效匹配，以保证高效电子注入和染料再生。但目前大多纯有机染料过高的LUMO能级造成能量的 “浪费”。针对该问题，在传统染料分子基础上，突破性地定向调控LUMO能级，非常有效地确保染料光捕获波长、能级匹配、电子注入平衡，为发展D–A–π–A 模型染料提供了源头创新思路，该结果发表于英国皇家化学会《化学科学》（Chemical  Science, 2016, DOI: 10.1039/C5SC02778K; http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/sc/c5sc02778k#divAbstract)。

上述系列研究成果得到了田禾院士领衔的国家“973”研究计划、国家自然基金委创新研究群体基金、国家自然科学杰出青年基金、国家自然科学基金重大研究计划、面上项目以及上海市东方学者特聘教授项目的资助。

1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b09665  

2. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/sc/c5sc02778k#divAbstract  

原文标题：

1. Porphyrin Cosensitization for a Photovoltaic Efficiency of 11.5%: A Record for Non-Ruthenium Solar Cells Based on Iodine Electrolyte

2. Unprecedentedly targeted customization of molecular energy levels with auxiliary-groups in organic solar cell sensitizers