专利名称：卟啉类化合物及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卟啉类化合物及其用途。
背景技术：
伴随着人类社会和经济的快速发展，能源问题日益凸显。目前，世界上能源的主要来源还集中于传统的化石能源，如煤炭、石油、天然气等。然而这些资源的有限储量以及这些化石燃料的燃烧所带来的环境污染已成为制约可持续发展的严重问题。因此，人们迫切需要新的可替代的能源。染料敏化太阳能电池(B.0，Regan, M. Gratzel, Nature. 1991,353 737-740)因其具有较高的光电转化效率，低成本，对环境友好等优势，具有潜在的实用价值。染料敏化太阳能电池通常由纳米晶半导体电极，钼电极，染料敏化剂和氧化还原电解质等组成，其中宽光谱、高摩尔消光系数的染料敏化剂是染料敏化太阳能电池中的关键部分，它直接决定了电池的性能。到目前为止，光电转化效率最高的敏化剂是联吡啶钌配合物(约11 % )，但其制备和提纯过程比较复杂，而钌本身又是贵重金属，来源比较困难，成本很高。因此，寻找和发展原料广泛、成本低、制备简单、具有良好应用性的非贵金属敏化剂成为当前研究的重要课题。卟啉化合物作为光合作用的中心、生命体内携氧载体以及生物酶催化的重要组成部分，在能量转移方面有着优异的效果。卟啉环是大η环电子离域体系，具有很好的刚性结构和很高的摩尔消光系数，更为重要的是卟啉具有四个rneso-位和八个β -位，这些位置具有很好的反应活性，可以进行各种化学修饰用以改变卟啉自身的光电性质。因此设计合成新型的卟啉类太阳能电池敏化材料成为当前研究的重要内容。
发明内容
本发明的发明人以卟啉环作为共轭单元，并对该共轭单元进行化学修饰(即连接上不同数目、不同种类的供电子基团和吸电子基团)后获得的一类卟啉类化合物。发明人发现，该卟啉类化合物在光照条件下可以由基态跃迁至激发态，分子处于激发态时电子很容易转移，从而具将光能转化为电能的潜在性能，可以作为染料敏化太阳能电池的光敏剂。此外，本发明人设计合成的这一类卟啉化合物，一边是多个不同种类的供电子基团(Donor)，一边是吸电子基团(Acc印tor)，形成了一个(Donor) η-π-Acc印tor结构，这种结构可以有效的实现电荷分离，增强电子注入能力；供电子基团和卟啉环不共平面，有效的降低其堆积程度，提高了光电转化效率。这类卟啉化合物易于制备，对环境友善，色泽翠绿明亮极具美感、成本较联吡啶钉配合物要低，有效的降低了染料敏化太阳能电池的造价。本发明所说的卟啉类化合物具有式I所示结构
式I中，R1为六元芳环基或取代的六元芳环基出2为氢基(-H)，六元芳环基或取代的六元芳环基；民为氢基或二价金属离子，氢基个数为两个，金属离子个数为一个；其中所说的取代的六元芳环基为式II或式III所示基团
权利要求
1. 一种卟啉类化合物，其具有式I所示结构:
2.如权利要求1所述的卟啉类化合物，其特征在于，R1为苯基或取代的苯基中一种。
3.如权利要求2所述的卟啉类化合物，其特征在于，R1为取代的苯基；其中所说的取代的苯基为式II所示的基团，且&和&分别为苯基、有C1 C6烷基取代的苯基或有C1到C6烷氧基取代的苯基。
4.如权利要求3所述的卟啉类化合物，其特征在于，队为式IV或式V所示基团中的一种
5.如权利要求1所述的卟啉类化合物，其特征在于，R2为氢基，苯基或取代的苯基。
6.如权利要求5所述的卟啉类化合物，其特征在于，R2为氢基(-H)或取代的苯基； 其中所说的取代的苯基为为式II或式III所示的基团，且&和&分别为苯基、有C1 C6烷基取代的苯基或有C1到C6烷氧基取代的苯基；R6，R7和&分别选自C1 C12的烷基或C1到C12烷氧基。
7.如权利要求6所述的卟啉类化合物，其特征在于, 为氢基(-H)、式IV、式V或式VI
8.如权利要求1所述的卟啉类化合物，其特征在于，R3为两个H或二价锌离子。
9.如权利要求8所述的卟啉类化合物，其特征在于，R3为二价锌离子。
10.如权利要求4、7和9所述的卟啉类化合物，其特征在于，所述的卟啉类化合物具有式5、式10、式15、式20或式25所示结构
全文摘要
本发明涉及一种卟啉类化合物及其用途。所说的卟啉类化合物是由卟啉环进行化学修饰(即连接上不同数目、不同类型的芳环供电子基团和对炔基苯甲酸吸电子基团)后获得。本发明设计并制备的卟啉类化合物的供电子基团和卟啉环不共面，可以有效的降低其堆积程度，减少电子传输时的内损耗，化合物具有推拉电子结构可以使激发态电子更容易转移，从而具有将光能有效的转化为电能的潜在性能，并且色泽翠绿，可用作染料敏化太阳能电池的光敏化剂。
文档编号H01L51/46GK102417512SQ201110459338
公开日2012年4月18日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘博 , 王跃强, 解永树 申请人:华东理工大学