染料敏化太阳能电池中卟啉染料的设计与分子工程

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21371092
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0102.配位化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In recent years, there has been more and more interest in the field of dye-sensitized solar cells (DSSCs) due to their low-cost fabrication and high power conversion efficiency. Photosensitizer plays as a key role and determines DSSCs' performance partly, during the process of light harvesting, injecting electros to anode materials, et al. Porphyrin dye based DSSCs are presently under intense academic investigation due to their broad absorption area and prominent photovoltaic performance. This program will start with modifying the structures of monoporphyrin dyes. We plan to introduce different heterocyclic substituted Triphenylamine (or diphenylamine), central metal ions and carboxyl heterocyclic acetylene to porphyrin rings. It will be investigated deeply that the influence of different electron donor groups, porphyrin rings and electron withdrawing groups on the cells' performances. The highest performance monoporphyrin dye will be found out. Based on these work, the relationship of structure and performance of diporphyrin dyes will be investigated. Meanwhile, the geometric structures of porphyrins, energetics, and charge transfer processes at the dye/titania/electrolyte interface will be studied deeply. Finally, we will try our best to obtain porphyrin-sensitized solar cells with independent intellectual property rights, high performance, low cost and long life, to lay a good foundation for national new energy strategy.
近年来,因为具有潜在的低成本和高光电转换效率的优势,染料敏化太阳能电池领域越来越受到人们的关注。在捕捉太阳光子、注入电子到光阳极材料等诸多过程中,染料敏化剂扮演着重要角色,在一定程度上决定着染料敏化太阳能电池的性能。卟啉类染料由于具有较宽的光谱响应和较优的光电性能,目前已成为研究的热点。本项目拟从改进单卟啉染料的分子结构入手,拟在卟啉环上引入不同的杂环基三(二)苯胺基团、中心金属离子和羧酸杂环炔基;系统研究不同供电子基团、卟啉环、电子吸收端对电池性能的影响;筛选出性能优异的单卟啉染料。在此基础上,进一步研究双卟啉染料的结构与性能的关系。并对卟啉染料的分子构型、能级和染料/二氧化钛/电解质界面的电子转移过程进行详细研究。最终,努力得到具有自主知识产权的高效率、低成本、长寿命的卟啉染料敏化太阳能电池,为国家的新能源战略打下良好的基础。

结项摘要

染料敏化太阳能电池领域因为具有潜在的低成本和高光电转换效率的优势,越来越受到人们的关注。在捕捉太阳光子、注入电子到光阳极材料等诸多过程中,染料敏化剂扮演着重要角色,在一定程度上决定着染料敏化太阳能电池的性能。卟啉类染料由于具有较宽的光谱响应和较优的光电性能,目前已成为研究的热点。本项目系统研究不同供电子基团、卟啉环、电子吸收端对电池性能的影响;筛选出性能优异的卟啉染料。在此基础上,进一步研究双卟啉染料的结构与性能的关系。取得的主要成绩如下:.1. 设计合成了一系列新型的卟啉类染料,系统研究了其性质性能。.2. 研制出了成本低廉、环境友好、高光电转换效率的染料敏化太阳能电池器件。.3. 选择合成了一些新型的含多个吡啶基、咪唑基的有机配体,合成了一序列一维和多维的多核配合物, 对其晶体结构得到了解析,并对其性质也进行了详细研究。.4. 带本基金号的论文共68篇,其中影响因子在3.0以上的论文52篇。其中Chem. Commun. 4篇;J. Mater. Chem. A. 4篇;Chem. Eur. J. 1篇; Inorg. Chem. 4篇;Dalton Trans. 14篇; Cryst. Growth & Des. 10篇,Phys. Chem. Chem. Phys. 2篇。

项目成果

期刊论文数量(68)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Coligand-directed synthesis of five Co(II)/Ni(II) coordination polymers with a neutral tetradentate ligand: syntheses, crystal structures, and properties
具有中性四齿配体的五种 Co(II)/Ni(II) 配位聚合物的共配体定向合成:合成、晶体结构和性能
  • DOI:
    10.1039/c4dt01535e
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Qin Ling;Wang Zhong-Jie;Wang Ting;Zheng He-Gen;Chen Jin-Xi
  • 通讯作者:
    Chen Jin-Xi
Diverse structures of metal-organic frameworks: Via a side chain adjustment: Interpenetration and gas adsorption
金属有机骨架的多样化结构:通过侧链调整:互穿和气体吸附
  • DOI:
    10.1039/c6dt03086f
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Shen Kang;Qin Ling;Zheng He-Gen
  • 通讯作者:
    Zheng He-Gen
Syntheses, structures, and photoluminescent properties of a series of metal-organic frameworks constructed by 5,5 '-bis(1H-imidazol-1-yl)-2,2 '-bithiophene and various carboxylate ligands
  • DOI:
    10.1039/c3ce41966e
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    CrystEngComm
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Shi Zhi-Qiang;Li Yi-Zhi;Guo Zi-Jian;Zheng He-Gen
  • 通讯作者:
    Zheng He-Gen
Syntheses, characterization, and magnetic properties of novel divalent Co/Ni coordination polymers based on a V-shaped pyridine ligand and dicarboxylate acids
基于V型吡啶配体和二羧酸的新型二价Co/Ni配位聚合物的合成、表征和磁性
  • DOI:
    10.1039/c5ra10805e
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    RSC Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wang Ting;Qin Ling;Zhang Chuanlei;Zheng Hegen
  • 通讯作者:
    Zheng Hegen
A 3D Cd(II) metal–organic framework with trinuclear metal cluster: Hydrothermal synthesis, structure and luminescent property
具有三核金属簇的3D Cd(II)金属有机骨架:水热合成、结构和发光性能
  • DOI:
    10.1016/j.inoche.2015.08.002
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Inorganic Chemistry Communications
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Han Xu;He-Gen Zheng
  • 通讯作者:
    He-Gen Zheng

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其他文献

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    TAO Zhao-Lin1 QIN Ling2 ZHENG He-Gen*,2(1BengBu Me
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  • 通讯作者:
    3.State Key Laboratory of Structural Chemistry,Fuj
二维层状锌配合物[Zn(bibm)(glu)]_n的合成、晶体结构及荧光性质
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    曹大鹏;姚小强;郑和根;CAO Da-Peng YAO Xiao-Qiang ZHENG He-Gen(State Key
  • 通讯作者:
    CAO Da-Peng YAO Xiao-Qiang ZHENG He-Gen(State Key

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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