蔥類乙炔取代基修飾鋅紫質之合成及性質研究

本論文中，使用 cross-coupling方法合成了應用於染料敏化太陽能電池中長碳鏈蔥類乙炔取代基紫質光敏劑，並對這些紫質光敏劑部分的光譜學以及電化學性質做探討。此外，為了降低紫質染料吸附上二氧化鈦後所產生的分子堆疊的情形，我們選用在結構上立體阻礙較大的紫質分子，長碳鏈 [ Zn(OC12H25)6BPPBr2 ] 5,15-dibromo-10,20-bis[3,4,5-tris(dodecyloxy)phenyl]porphinato zinc(II)作為光敏劑的主要發色團。在紫外光-可見光吸收光譜的研究部份，因為接上 anthracene 取代基為 spacer group，而 anthracene 取代基與紫質的 Soret band 有著明顯交互作用，使得其 Soret band 400 nm ~ 500 nm 處有一較寬廣的連續吸收峰，且 Q band 因為共軛性的增加，使得吸收波長發生紅移的現象。另一方面，在紫質大環上另一邊空著的 meso-碳上，接上以取代基為 pyrene 和 dimethylaniline 的 Zn-3P 與 Zn-3N 的紫質光敏劑，Q band 因為共軛性的增加而產生更大幅度的紅移。在電化學探討部份，接上不同多環類或是推拉電子取代基的紫質分子之氧化還原電位彼此都相當類似，表示這些紫質光敏劑的能隙相當接近，不同的多環類或是推拉電子取代基對於紫質分子的電化學性質影響程度相當接近。

關鍵字

染料敏化太陽能電池；紫質光敏劑；蔥類基團；分子堆疊；紅移

並列摘要

A series of anthracenylethynyl substituents zinc porphyrins are successfully synthesized by cross-coupling method and their UV-Vis absorption and redox properties are studied. In order to decrease the aggregation of porphyrin sensitizers upon adsorbing on nanocrystalline TiO2 films, we chose a steric hindered porphyrin, [ Zn(OC12H25)6BPPBr2 ] 5,15-dibromo-10,20-bis[3,4,5-tris(dodecyloxy)phenyl]porphinato zinc(II) . Because of the interactions between the phorphine core and the substituent, the soret and Q absorption bands of the new porphyrins are significant red-shifted and broadened. These porphyrin sensitizers also show significant red shift in their fluorescence emission spectra. Upon CV and DPV measurements, the reduction and oxidation potentials of these porphyrins are similar to each other. This suggests that different substitutes have similar effects on redox properties of the complexes.