Highly Efficient Photoinduced Electron Transfer in a Novel Tetrakis(tetraphenylporphyrinatozinc)/Perylenetetracarboxidiimide Array and Its Application to a Photovoltaic Device
摘要:
合成并表征了一种新型供体-受体阵列,该阵列由连接在过烯-3,4:9,10-四羧基二亚胺(PDI)的 1,6,7,12 位上的四个 5-(对取代苯基)-10,15,20-三苯基卟啉酞锌(POR)配合物组成。通过循环伏安法获得了阵列的 HOMO 值和 LUMO 值。通过稳态紫外-可见光谱和荧光光谱研究了其光物理性质。结果表明,这种化合物在 300 纳米到 700 纳米之间吸收强烈,是一种理想的多色光采集系统。在选择性激发 POR 分子或 PDI 分子后,观察到几乎完全的荧光淬灭,这表明该阵列中发生了高效的光诱导电子转移。PDI-POR4 阵列的主要淬灭过程是电子转移,产生 POR4+-PDI-。研究了这种分子在极性和非极性溶剂中的自组装。分子间的π-π相互作用与 POR 和 PDI 成分之间的范德华相互作用共同作用,分别在甲醇和正己烷中形成了球形纳米颗粒和带状形态结构。光电化学研究显示了迅速而稳定的光电流光电压响应。此外,对该阵列进行的光伏测量显示出高效的光能转换特性,例如填充因子为 0.42。这些结果对光伏纳米器件和太阳能转换应用具有特别重要的意义。