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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

光敏分子已广泛应用于太阳能电池和分子器件中，而我们对许多潜在的多功能分子还缺乏足够的认识，我们研究的氯磷偶氮iii作为一种廉价的商用分子，以前只作为地球金属的比色剂使用，我们现在主要研究其在溶液或tio2基底上的各类光学电学性质，从而找出提高氯苯偶氮的光电性能的可能途径，使之朝着集光学性能和电学性能于一体的集成器件方向发展目前。无论是积极的还是消极的性能，都将补足氯磷偶氮iii相关知识，便于科学研究。

国内外研究现状

在现实生活中，偶氮氯膦Ⅲ往往作为比色剂，而被广泛的运用。以下便是一些例子 偶氮氯膦Ⅲ 褪色光度法测定球墨铸铁中铈 、作指示剂edta 滴定法测定碳酸钙含量、与人血清白蛋白相互作用的电化学研究、络合物探针分光光度法测定蛋白质、光度法测定稀土镁合金中稀土总量 、共振瑞利散射法测定蛋白质、与重铬酸根离子褪色反应研究-——钢中铬的测定、催化动力学光度法测定食品中痕量铁的研究。

而我们在本次研究主题之一，却是将偶氮氯膦Ⅲ作为敏化染料，作用在敏化电池以及钙钛矿电池的研究中。染料敏化太阳电池主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳能电池。染料敏化太阳能电池是以低成本的纳米二氧化钛和光敏染料为主要原料，模拟自然界中植物利用太阳能进行光合作用，将太阳能转化为电能，加入染料后提升其光电转换效率。1839年，becquerel发现氧化铜或卤化银涂在金属电极上会产生光电现象，证实了光电转换的可能。1960 年代，h.gerischer，h.tributsch，meier及r.memming发现染料吸附在半导体上并在一定条件下产生电流的现象，成为光电化学电池的重要基础。1970年代到90年代，r.memming，h.gerischer，hauffe，h.tributsh等人大量研究了各种染料敏化剂与半导体纳米晶间光敏化作用，研究主要集中在平板电极上，这类电极只有表面吸附单层染料，光电转换效率小于1%。1993年, grauml;tzel m.等人再次研制出光电转换效率达10 %的染料敏化太阳能电池, 已接近传统的硅光伏电池的水平。1998年，采用固体有机空穴传输材料替代液体电解质的全固态电池研制成功，其单色光电转换效率达到33%，从而引起了全世界的关注。2003年，日本tamotsu huriuchi等人开发一种廉价的indoline染料，其光电转换效率可达6.1 % 。2006年，日本岐阜大学开发的基于二氢吲哚类有机染料敏化的电沉积纳米氧化锌薄膜的塑性彩色电池效率达到了5.6 % 。2006年，日本桐荫横滨大学开发的基于低温tio2 电极制备技术的全柔性dsc 效率超过了6%。2009年，中国科学院长春应用化学研究所王鹏课题组研制的电池的效能为9.8%。染料敏化太阳能电池的发明者、瑞士洛桑联邦理工学院的化学教授迈克尔格拉特兹勒说：“10年前，我们认为我们不会得到超过1%的结果。现在却得到了9.8%的高能效。”目前，dsscs的光电转化效率已能稳定在10%以上，据推算寿命能达15～20年，且其制造成本仅为硅太阳能电池的1/5～1/10。2011年，michael grtzel等人宣布制成了光电效率为12.3%的电池，这打破了染料电池光电效率的最高纪录。2014年，michael grtzel课题组再次刷新染料敏化太阳能电池效率，最终达到13%。

2. 研究的基本内容

实验一：配制0.2mmol/l 偶氮氯膦乙醇溶液，将涂有二氧化钛及钙钛矿的fto薄片放入其中浸泡8h，取出烘干后，使用紫外分光光度计中的光谱扫描测量其uv曲线

实验二：配制0.2mmol/l 偶氮氯膦乙醇溶液，将涂有二氧化钛及钙钛矿的fto薄片放入其中浸泡8h，取出烘干后，配制0.01mmol/l硫酸钠水溶液作为支持电解质，使用电化学工作站测量其开路电压，随后以开路电压作为起始电压测量其光电流

实验三：配制0.2mmol/l 偶氮氯膦乙醇，将涂有二氧化钛及钙钛矿的fto薄片放入其中浸泡8h，取出烘干后，配制0.5mol/l硫酸钠水溶液作为支持电解质，使用电化学工作站测量其开路电压，随后以开路电压作为起始电压测量阻抗

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

4. 参考文献

[1]Y. Liu, K. Palotas, X. Yuan, T. Hou, H. Lin, Y. Li, S.T. Lee, Atomistic Origins of Surface Defects in CH3NH3PbBr3 Perovskite and Their Electronic Structures, ACS Nano. 11 (2017) 2060–2065. doi:10.1021/acsnano.6b08260. [2] Y.-Y. Wu, P. Wang, Y.-H. Wang, J.-B. Jiang, G.-Q. Bian, Q.-Y. Zhu, J. Dai, Metal– phenanthroline fused Ti17 clusters, a single molecular source for sensitized photoconductive films, J. Mater. Chem. A. 1 (2013) 9862. doi:10.1039/c3ta11571b. [3] B. Delley, From molecules to solids with the DMol3 approach, J. Chem. Phys. 113 (2000) 7756–7764. doi:10.1063/1.1316015. [4] F. Serra, E.M. Terentjev, Effects of Solvent Viscosity and Polarity on the Isomerization of Azobenzene, Macromolecules. 41 (2008) 981–986. doi:10.1021/ma702033e. [5] J.A. Delaire, K. Nakatani, Linear and Nonlinear Optical Properties of Photochromic Molecules and Materials., Chem. Rev. 100 (2000) 1817–1846. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11777422. [6] L. Zhang, J.M. Cole, TiO2-Assisted Photoisomerization of Azo Dyes Using SelfAssembled Monolayers: Case Study on para -Methyl Red Towards Solar-Cell Applications, ACS Appl. Mater. Interfaces. 6 (2014) 3742–3749. doi:10.1021/am500308d. [7] A. Natansohn, P. Rochon, Photoinduced Motions in Azo-Containing Polymers, Chem. Rev. 102 (2002) 4139–4176. doi:10.1021/cr970155y. [8] W.R. Browne, B.L. Feringa, Light switching of molecules on surfaces., Annu. Rev. Phys. Chem. 60 (2009) 407–428. doi:10.1146/annurev.physchem.040808.090423. [9] Lei Zhang, Qiaoyi Wang, First Principles Study on the Interfacial Structure and Electronic Properties of a Metal-Free Organic Dye/TiO2 Photoanode for Water Oxidation, Russ. J. Phys. Chem. A. 92 (2018) 1631–1635. doi:10.1134/S0036024418080162. [10] L. Zhang, J.M. Cole, Dye aggregation in dye-sensitized solar cells, J. Mater. Chem. A. 5 (2017) 19541–19559. doi:10.1039/C7TA05632J. [11] Y. Ooyama, T. Nagano, S. Inoue, I. Imae, K. Komaguchi, J. Ohshita, Y. Harima, Dyesensitized solar cells based on donor-π-acceptor fluorescent dyes with a pyridine ring as an electron-withdrawing-injecting anchoring group., Chem. - Eur. J. 17 (2011) 14837–14843. doi:10.1002/chem.201101923.