专利名称：硫脲/脲芳胺染料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于有机染料技术领域，具体涉及硫脲/脲芳胺为电子供体、芳香烃或杂环芳烃及其衍生物结构单元为桥链并连接不同吸电子基团的三苯胺有机染料。
背景技术：
近年来，伴随着人类对能源需求的增加以及全球变暖等环境问题的出现，各国科研工作者致力于开发新的可再生能源。由于具有成本低、性能优异、制造エ艺简单等诸多优点，染料敏化太阳能电池正逐渐成为实验室研究以及エ业应用开发的一个新热点。染料敏化太阳能电池主要由以下几部分组成导电基底材料(透明导电电扱)、纳米多孔半导体薄膜、染料光敏化剂、电解质和对电极。其中，染料光敏化剂是影响电池对光吸收效率的关键，其性能的优劣直接决定电池的光利用效率和光电转换效率。染料光敏化剂可分为两大类，即金属-配体络合物和纯有机光敏化剂。比较重要的金属-配体络合物有诸如N3、N719和CYC-Bll等ー些多吡啶钌光敏化剂，其光电转换效率已经达到了 11%，并表现出很好的稳定性。由于钌是贵金属，资源稀缺，因而逐渐发展了纯有机光敏化剂，最近，其光电转换效率突破了 10%。有机染料作为染料敏化太阳能电池的光敏化剂有如下优势(I)与金属-络合物光敏化剂(金属-配体电荷转移吸收)相比它们的吸光系数(分子内转换)更大，大的吸光系数可提高光的捕获效率；(2)结构变化的多样性为分子设计提供了可能，比如，取代基的引入，可以调节吸收光谱的范围；(3)有机染料不含钌等贵金属，因此成本低，污染小。通常有机染料的结构特征为电子供体-共轭桥链-电子受体(D- 31 -A)，这种结构上的特征简化了新染料设计的难度，可以拓宽染料的光谱吸收范围，也可以调节染料分子的HOMO和LUMO能级。三芳胺单元作为电子供体，其中心氮原子容易氧化，并且所形成的正离子自由基具有优良的电荷传导能力和稳定性，所以已被广泛研究并应用于各种光电材料，比如有机电致ニ极管(OLEDs)，有机场效应晶体管，非线性材料以及静电印刷术等。近年来，研究表明三芳胺结构具有非常优异的光电功能，可作为有机光敏化剂的电子供体部分，三芳胺具有非平面的分子构型，所以不容易团聚，供电子能力优异。硫脲结构含N和S等富电子原子，所以在三芳胺结构基础上并(硫)脲，可以进ー步增强三芳胺的供电子能力。
发明内容
本发明所要解决的ー个技术问题在于克服上述太阳能材料的缺点，提供一种电荷传导能力优良、稳定性好的硫脲/脲芳胺染料。本发明所要解决的另ー个技术问题在于提供ー种方法简单、收率高的硫脲/脲芳胺染料的制备方法。本发明所要解决的还有ー个技术问题在于为硫脲/脲芳胺染料提供ー种新用途。解决上述技术问题所采用的技术方案是该染料的结构式如下
权利要求
1.一种硫脲/脲芳胺染料，其特征在于该染料的结构式如下
2.按照权利要求I所述的硫脲/脲芳胺染料，其特征在于该染料的结构式I中，R1 R4为C3的直链烷烃，X为硫，R5 R15为氢原子。
3.—种权利要求I硫脲/脲芳胺染料的制备方法，其特征在于它是由下述步骤组成 (1)制备5-碘-1，3-二烷基苯并咪唑酮 在三口圆底烧瓶中加入1，3-二烷基苯并咪唑酮、冰乙酸、高碘酸钠、碘、质量浓度为20%的硫酸水溶液，1，3- 二烷基苯并咪唑酮与冰乙酸、高碘酸钠、碘、硫酸的摩尔比为I :14 :0.21 :0.4 :0. 5，40°C反应8小时，向三口圆底烧瓶中加入水、乙酸乙酯，反应液与水、乙酸乙酯的体积比为I :1 :1，分液，有机相用水洗至中性，用无水硫酸镁干燥，过滤，常压蒸除溶齐U，得粗品，柱层析分离，制备成5-碘-1，3-二烷基苯并咪唑酮，其化学反应方程式如下
4.按照权利要求3所述的硫脲/脲芳胺染料的制备方法，其特征在于制备式3化合物的步骤(2)中，封管中加入碘化亚铜、4，4’ - 二甲基联吡啶和甲苯，室温下搅拌10分钟，再加入芳香胺或杂环芳香胺、5-碘-1，3- 二烷基苯并咪唑酮、叔丁醇钾、甲苯，芳香胺与5-碘-I，3- 二烷基苯并咪唑酮、碘化亚铜、4，4’ - 二甲基联吡啶、叔丁醇钾、甲苯的摩尔比为I :3.0 :0. 10 :0. 10 :3.0 :10，置换氮气，密封，加热到150°C，反应8 10小时，降至室温，打开封管，转入分液漏斗，再加入甲苯和水，反应液与甲苯、水的体积比为I :1 :1，分液，有机相用水洗至中性，无水硫酸镁干燥，减压蒸除溶剂，剩余物用柱层析纯化，制备成3式化合物。
5.权利要求I硫脲/脲芳胺染料在制备太阳能电池中的用途。
全文摘要
一种硫脲/脲芳胺染料，该染料的结构式如下式中，R1～R4为C1～C20的烷烃或C2～C20的烯烃；X为氧或硫；Ar为芳香烃、杂环芳烃或其衍生物所构成的桥链，Ac为氰基乙酸或罗丹宁乙酸等电子受体。该染料可用于制备太阳能电池。
文档编号C09B23/04GK102675897SQ20121015478
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者伍致生, 刘晓春, 刘骞峰, 安忠维, 王建文, 金立诺, 陈新兵, 陈沛 申请人:西安瑞联近代电子材料有限责任公司, 陕西师范大学