一种吩噻嗪类染料敏化剂及其制备方法和应用

IPC分类号 : C07D417/04,C07D417/14,C09B21/00,H01G9/20

申请号

CN201711077860.5

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专利摘要

本发明提供一种吩噻嗪类染料敏化剂，具有式Ⅰ所示的结构，该染料敏化剂以10‑苯基吩噻嗪为电子给体，苯并噻二唑为辅助受体，氰基乙酸为电子受体，构成了新型“D‑A‑π‑A”结构染料敏化剂，为染料敏化剂的筛选提供了新的可用物质。实验结果表明，本发明所提供的染料敏化剂具有优异的光电转化性能，光电转化效率可达6.76％。本发明还提供了上述染料敏化剂的制备方法，本发明所提供的制备方法简单，易于操作，适合工业化生产。

权利要求

1.一种吩噻嗪类染料敏化剂，具有式Ⅰ所示的结构：

所述式Ⅰ中的R为式a、式b或式c：

2.一种权利要求1所述的吩噻嗪类染料敏化剂的制备方法，包括如下步骤：

将化合物Ⅱ与氰基乙酸、碱性缩合剂、极性有机溶剂混合，进行缩合反应，得到吩噻嗪类染料敏化剂；

所述化合物Ⅱ为式Ⅱa、式Ⅱb或式Ⅱc所示的化合物，

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱性缩合剂为哌啶。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述碱性缩合剂与化合物Ⅱ的摩尔比为12.5～13.2:1。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述氰基乙酸与化合物Ⅱ的摩尔比为2.8～3.1:1。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂为乙腈、氯仿和四氢呋喃中的一种或多种。

7.根据权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于，所述化合物Ⅱ的物质的量与所述极性有机溶剂的体积比为1mmol:75～79mL。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的温度为60～80℃。

9.根据权利要求2或8所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的反应时间为6～8h。

10.权利要求1所述的染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用。

说明书

技术领域

本发明涉及染料敏化太阳能电池技术领域，尤其涉及一种吩噻嗪类染料敏化剂及其制备方法和应用。

背景技术

太阳能电池技术可以将太阳能转换为电能，被认为是最有效的利用太阳能的方式。太阳能电池主要分为三种：晶体硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池和染料敏化太阳能电池。染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)由于具有成本低、工艺简单、可弱光发电、光电转化效率高等优势而受到越来越广泛的关注。

作为太阳能电池的核心部分，染料敏化剂发挥着吸收太阳光、产生并传输电子的重要作用，直接影响DSSCs的性能。染料敏化剂分为金属配合物敏化剂和纯有机染料敏化剂，纯有机染料敏化剂由于具有成本低、对环境污染小、结构易于调整、易于合成和高摩尔消光系数等优势，受到了广泛关注。

分子工程毫无疑问是提高有机染料敏化剂光电性能最有效的方法之一，然而，现有的有机染料敏化剂大多为“D-π-A”结构，该结构的有机染料敏化剂易在二氧化钛表面形成聚集，进而影响光致电荷分离和光吸收。近年来，出现了新型“D-A-π-A”结构的有机染料敏化剂，即在传统“D-π-A”结构的给体和桥键之间引入一个辅助电子受体，此类染料敏化剂具有以下优点：(i)有效促进电子从给体到受体的转移；(ii)可对额外受体的结构进行灵活修饰以优化电池性能；(iii)有利于改善开路电压；(iv)方便调整分子能量差，产生新的光谱吸收带；(v)最重要的是，能够极大地提高敏化剂的光稳定性，具有良好的发展前景。但是目前该类染料敏化剂的种类很少，不能满足染料敏化太阳能电池对染料敏化剂的多样性需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吩噻嗪类染料敏化剂及其制备方法和应用，本发明提供的染料敏化剂结构新颖，且具有优异的光电转化性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种吩噻嗪类染料敏化剂，具有式Ⅰ所示的结构：

所述式Ⅰ中的R为式a、式b或式c：

本发明还提供了上述吩噻嗪类染料敏化剂的制备方法，包括如下步骤：

将化合物Ⅱ与氰基乙酸、碱性缩合剂、极性有机溶剂混合，进行缩合反应，得到吩噻嗪类染料敏化剂；

所述化合物Ⅱ为式Ⅱa、式Ⅱb或式Ⅱc所示的化合物，

优选的，所述碱性缩合剂为哌啶。

优选的，所述碱性缩合剂与化合物Ⅱ的摩尔比为12.5～13.2:1。

优选的，所述氰基乙酸与化合物Ⅱ的摩尔比为2.8～3.1:1。

优选的，所述极性有机溶剂为乙腈、氯仿和四氢呋喃中的一种或多种。

优选的，所述化合物Ⅱ的物质的量与所述极性有机溶剂的体积比为1mmol:75～79mL。

优选的，所述缩合反应的温度为60～80℃。

优选的，所述缩合反应的反应时间为6～8h。

本发明还提供了上述染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用。

本发明提供了一种吩噻嗪类染料敏化剂，具有式Ⅰ所示的结构，该染料敏化剂以10-苯基吩噻嗪为电子给体，苯并噻二唑为辅助受体，氰基乙酸为电子受体，构成了新型“D-A-π-A”结构染料敏化剂，为染料敏化剂的筛选提供了新的可用物质。实验结果表明，本发明所提供的染料敏化剂具有优异的光电转化性能，光电转化效率可达6.76％。

本发明还提供了上述染料敏化剂的制备方法，本发明所提供的制备方法简单，易于操作，适合工业化生产。

附图说明

图1为实施例4～6所得染料敏化太阳能电池的光电压-电流特性曲线。

具体实施方式

本发明提供了一种吩噻嗪类染料敏化剂，具有式Ⅰ所示的结构：

所述式Ⅰ中的R为式a、式b或式c：

在本发明中，所述吩噻嗪类染料敏化剂具体为式Ⅰa、式Ⅰb或式Ⅰc所示的化合物：

本发明还提供了一种上述吩噻嗪类染料敏化剂的制备方法，包括如下步骤：

将化合物Ⅱ与氰基乙酸、碱性缩合剂、极性有机溶剂混合，进行缩合反应，得到吩噻嗪类染料敏化剂；

所述化合物Ⅱ为式Ⅱa、式Ⅱb或式Ⅱc所示的化合物，

本发明将化合物Ⅱ与氰基乙酸、碱性缩合剂、极性有机溶剂混合，得到缩合反应的反应液。

本发明对所述化合物Ⅱ的来源没有特殊限定，采用市售或本领域技术人员公知的制备方法制备均可。在本发明实施例中，所述化合物Ⅱ优选采用如下方法制备得到，包括以下步骤：

将(4-甲酰基苯基硼酸(CAS：87199-17-5)、5-甲酰基呋喃-2-硼酸(CAS：27329-70-0)或5-甲酰基噻吩-2-硼酸(CAS：4347-33-5))与式Ⅲ所示化合物、钯系催化剂、四氢呋喃、碳酸钾和水混合，在惰性气体氛围下进行偶联反应，得到化合物Ⅱ；

所述式Ⅲ中X为卤元素。

在本发明中，所述卤元素优选为Cl、Br或I。本发明对式Ⅲ所示化合物的来源没有特殊限定，采用市售产品即可。

在本发明中，所述4-甲酰基苯基硼酸、5-甲酰基呋喃-2-硼酸或5-甲酰基噻吩-2-硼酸与式Ⅲ所示化合物的摩尔比优选为1.1～1.3:1，更优选为1.2～1.25:1。

在本发明中，所述式Ⅲ所示化合物与钯系催化剂的摩尔比优选为1:0.1～0.2，更优选为1:0.15～0.18。

在本发明中，所述钯系催化剂优选为四三苯基膦钯。

在本发明中，所述式Ⅲ所示化合物与碳酸钾的摩尔比优选为1:3.8～4.2，更优选为1:4。

在本发明中，所述四氢呋喃的体积与式Ⅲ所示化合物的物质的量的比优选为40～45mL:1mmol，更优选为42～44mL:1mmol。

在本发明中，所述四氢呋喃与水的体积比优选为2.8～3.2:1，更优选为3:1。

本发明对所述4-甲酰基苯硼酸、5-甲醛基呋喃-2-硼酸或5-醛基-2-噻吩硼酸与式Ⅲ所示化合物、钯系催化剂、四氢呋喃、碳酸钾、水的混合顺序没有特殊限定，可以为任意添加顺序。

本发明对所述惰性气体的种类没有特殊限定，采用本领域技术人员所常用的惰性气体即可，如氮气、氩气。在本发明中，所述惰性气体氛围可以防止原料和产物氧化。

在本发明中，所述偶联反应的反应温度优选为60～70℃，更优选为65～67℃；所述偶联反应的时间优选为8～12h，更优选为10～11h；所述偶联反应的时间优选从反应体系温度达到所需反应温度时计起；本发明对升温至所述反应温度的升温速率没有特殊限定。

偶联反应结束后，本发明优选将所述偶联反应的产物进行后处理，得到化合物Ⅱ。

在本发明中，所述后处理优选依次包括萃取和柱层析。

本发明优选将所述偶联反应的产物与水混合，再进行萃取，得到含有化合物Ⅱ的有机相。

在本发明中，所述萃取的萃取剂优选为二氯甲烷。

萃取完成后，本发明优选对萃取所得有机相进行洗涤。在本发明中，所述洗涤所用的洗液优选为饱和氯化钠溶液。

洗涤完成后，本发明优选对洗涤所得有机相进行干燥。在本发明中，所述干燥优选为干燥剂干燥；所述干燥剂优选为无水硫酸钠；本发明对所述无水硫酸钠的用量没有特殊限定，能够将有机相中的水分去除即可。

本发明优选将所述干燥后的有机相进行浓缩，得到有机相的残余物。本发明对所述浓缩的方法没有特殊限定，能够将萃取剂去除即可；在本发明实施例中，所述浓缩的方法优选为减压蒸馏。

得到有机相的残余物后，本发明优选将所述有机相的残余物进行柱层析，得到化合物Ⅱ的洗脱液。在本发明中，所述柱层析优选采用硅胶柱；所述柱层析所用的洗脱液优选为二氯甲烷和石油醚的混合物，所述二氯甲烷和石油醚的体积比优选为1.8～2.2:1，更优选为2:1。本发明对所述洗脱液的用量没有特殊限定，能够将所述式Ⅱ所示化合物洗脱出来即可。

得到含有化合物Ⅱ的洗脱液后，本发明优选将所述含有化合物Ⅱ的洗脱液干燥，得到化合物Ⅱ。本发明对所述干燥的方法没有特殊限定，能够将所述洗脱液去除，得到恒重的化合物Ⅱ即可。

在本发明中，所述碱性缩合剂优选为哌啶。

在本发明中，所述碱性缩合剂与化合物Ⅱ的摩尔比优选为12.5～13.2:1，更优选为12.8～13:1。

在本发明中，所述氰基乙酸与化合物Ⅱ的摩尔比优选为2.8～3.1:1，更优选为2.9～3.0:1。

在本发明中，所述极性有机溶剂优选为乙腈、氯仿和四氢呋喃中的一种或多种；当所述极性有机溶剂为混合物时，本发明对所述混合物的配比没有特殊限定。

在本发明中，所述化合物Ⅱ的物质的量与所述极性有机溶剂的体积比优选为1mmol:75～79mL，更优选为1mmol:77～78mL。

得到所述缩合反应的反应液后，本发明将所述反应液进行缩合反应，得到吩噻嗪类染料敏化剂。通过缩合反应，醛基与氰基乙酸上的亚甲基缩合为双键。

在本发明中，所述缩合反应的温度优选为60～80℃，更优选为70～75℃；所述缩合反应的反应时间优选为6～8h，更优选为6.5～7h。

缩合反应完成后，本发明优选将所述缩合反应所得混合溶液进行后处理，得到吩噻嗪类染料敏化剂。

在本发明中，所述缩合反应所得混合溶液的后处理优选依次包括溶剂去除和柱层析。

本发明优选将所述缩合反应所得混合溶液经溶剂去除，得到含有吩噻嗪类染料敏化剂的残余物。在本发明中，所述溶剂去除优选采用减压蒸馏；本发明对所述减压蒸馏的压力和温度没有特殊限定，能够将溶剂全部去除即可。

溶剂去除后，本发明优选将含有吩噻嗪类染料敏化剂的残余物进行柱层析，得到洗脱液。在本发明中，所述柱层析优选采用硅胶柱；所述柱层析采用的洗脱液优选采用二氯甲烷、甲醇和醋酸的混合溶液；所述二氯甲烷、甲醇和醋酸的体积比优选为优选为280～320:1～3:1，更优选为300:2:1；本发明对所述洗脱液的用量没有特殊限定，能够将所述染料敏化剂洗脱出来即可。

本发明优选将所述含有吩噻嗪类染料敏化剂的洗脱液进行干燥，得到吩噻嗪类染料敏化剂。本发明对所述含有吩噻嗪类洗脱液的干燥方式没有特殊限定，能够将洗脱液去除即可。

本发明还提供了上述吩噻嗪类染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用。本发明对所述吩噻嗪类染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的应用方法没有特殊限定，采用本领域技术人员常用的制备染料敏化太阳能电池的方法使用所述染料敏化剂即可，如将染料敏化剂负载在光电极基体上，与对电极组装为三明治结构的染料敏化太阳能电池。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

氮气保护下，将式Ⅲ所示化合物(0.35g，0.72mmol)、4-甲酰基苯基硼酸(0.13g，0.87mmol)、Pd(PPh₃)₄(0.15g，0.13mmol)、K₂CO₃(0.40g，2.90mmol)溶于40mL溶剂，所述溶剂为体积比为1:3的水和四氢呋喃的混合液，加热至65℃回流10h；反应完成后，将反应液与水混合，然后经二氯甲烷萃取，得到含有式Ⅱa所示化合物的萃取液，将萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水Na₂SO₄干燥、浓缩后，得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅱa所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为石油醚和二氯甲烷以体积比为1:2的比例配制得到，将所述含有式Ⅱa所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.25g红色粉末，经计算，收率为67.6％。

经检测，所述红色粉末的熔点为203-204℃。

对所得红色粉末进行核磁共振检测，结果如下：

¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ10.12(s,1H),8.16(d,J＝8.2Hz,2H),8.06(d,J＝8.3Hz,2H),7.84(d,J＝7.4Hz,1H),7.73(d,J＝7.4Hz,1H),7.68-7.65(m,3H),7.56-7.53(m,2H),7.47(d,J＝7.2Hz,2H),7.05(dd,J＝7.2,1.9Hz,1H),6.89-6.83(m,2H),6.33(d,J＝8.6Hz,1H),6.21(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 513.0961[M]+,Calcd forC₃₁H₁₉N₃O₂S₂:513.0970。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅱa所示结构。

氮气保护下，将式Ⅱa所示化合物(0.20g，0.39mmol)，氰基乙酸(0.10g，1.20mmol)及哌啶(0.5mL)溶于氯仿(30mL)中，加热回流8h；反应结束后，将所得反应液进行浓缩得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅰa所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为二氯甲烷、甲醇、醋酸以体积比为300:2:1的比例配制得到，将所述含有式Ⅰa所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.19g黑色粉末，经计算，收率为83.9％。

经检测，所述黑色粉末的熔点为247～250℃。

对所得黑色粉末进行核磁共振检测，结果如下：

¹HNMR(500MHz,DMSO)δ14.06(s,1H),8.42(s,1H),8.23(q,J＝8.6Hz,4H),8.06(d,J＝7.4Hz,1H),7.93(d,J＝7.4Hz,1H),7.84(d,J＝1.6Hz,1H),7.74(t,J＝7.7Hz,2H),7.61(t,J＝7.6Hz,2H),7.52(d,J＝7.5Hz,2H),7.13(d,J＝7.5Hz,1H),6.96(t,J＝7.1Hz,1H),6.90(t,J＝7.4Hz,1H),6.26(d,J＝8.6Hz,1H),6.17(d,J＝8.1Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 579.0944[M-H]^-,Calcd forC₃₄H₁₉N₄O₂S₂:579.0949。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅰa所示结构。

实施例2：

氮气保护下，将式Ⅲ所示化合物(0.78g，1.60mmol)、5-甲酰基呋喃-2-硼酸(0.32g，2.28mmol)、Pd(PPh₃)₄(0.37g，0.32mmol)、K₂CO₃(0.88g，6.40mmol)溶于40mL溶剂，所述溶剂为体积比为1:3的水和四氢呋喃的混合液，加热至65℃回流10h；反应完成后，将反应液与水混合，然后经二氯甲烷萃取，得到含有式Ⅱb所示化合物的萃取液，将萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水Na₂SO₄干燥、浓缩后，得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅱb所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为石油醚和二氯甲烷以体积比为1:2的比例配制得到，将所述含有式Ⅱb所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.31g红色粉末，经计算，收率为38.5％。

经检测，所述红色粉末的熔点为182-183℃。

对所得红色粉末进行核磁共振检测，结果如下：

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ9.74(s,1H),8.31(d,J＝7.6Hz,1H),7.90(d,J＝3.7Hz,1H),7.72-7.64(m,4H),7.56-7.52(m,2H),7.48-7.43(m,3H),7.04(dd,J＝7.1,1.9Hz,1H),6.89-6.82(m,2H),6.31(d,J＝8.6Hz,1H),6.20(d,J＝8.0Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 504.0842[M+H]⁺,Calcd for C₂₉H₁₈N₃O₂S₂:504.0835.HRMS(ESI)m/z 504.0842[M+H]⁺,Calcd for C₂₉H₁₈N₃O₂S₂:504.0840。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅱb所示结构。

氮气保护下，将式Ⅱb所示化合物(0.20g，0.40mmol)，氰基乙酸(0.10g，1.20mmol)及哌啶(0.5mL)溶于氯仿(30mL)中，加热回流6h；反应结束后，将所得反应液进行浓缩得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅰb所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为二氯甲烷、甲醇、醋酸以体积比为300:2:1的比例配制得到，将所述含有式Ⅰb所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.18g黑色粉末，经计算，收率为78.8％。

经检测，所述黑色粉末的熔点为247～250℃。

对所得黑色粉末进行核磁共振检测，结果如下：

¹H NMR(500MHz,DMSO)δ8.22(d,J＝7.6Hz,1H),8.15(s,1H),7.99(d,J＝7.6Hz,1H),7.91-7.87(m,2H),7.74(t,J＝7.5Hz,2H),7.67-7.60(m,3H),7.50(d,J＝7.5Hz,2H),7.12(d,J＝7.3Hz,1H),6.95(t,J＝7.6Hz,1H),6.89(t,J＝7.2Hz,1H),6.22(d,J＝8.6Hz,1H),6.14(d,J＝8.0Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 569.0767[M-H]^-,Calcd forC₃₂H₁₇N₄O₃S₂:569.0742。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅰb所示结构。

实施例3：

氮气保护下，将式Ⅲ所示化合物(0.65g，1.32mmol)、5-甲酰基噻吩-2-硼酸(0.30g，2.00mmol)、Pd(PPh₃)₄(0.30g，0.26mmol)、K₂CO₃(0.72g，5.28mmol)溶于40mL溶剂，所述溶剂为体积比为1:3的水和四氢呋喃的混合液，加热至65℃回流10h；反应完成后，将反应液与水混合，然后经二氯甲烷萃取，得到含有式Ⅱc所示化合物的萃取液，将萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水Na₂SO₄干燥、浓缩后，得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅱc所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为石油醚和二氯甲烷以体积比为1:2的比例配制得到，将所述含有式Ⅱc所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.26g红色粉末，经计算，收率为37.9％。

经检测，所述红色粉末的熔点为246-248℃。

对所得红色粉末进行核磁共振检测，结果如下

¹H NMR(500MHz,CDCl₃)δ9.99(s,1H),8.22(d,J＝3.9Hz,1H),8.03(d,J＝7.5Hz,1H),7.86(d,J＝3.9Hz,1H),7.70-7.65(m,4H),7.57-7.51(m,2H),7.46(d,J＝7.5Hz,2H),7.05(dd,J＝7.1,1.4Hz,1H),6.89-6.83(m,2H),6.32(d,J＝8.6Hz,1H),6.20(d,J＝7.4Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 520.0599[M+H]⁺,Calcd for C₂₉H₁₈N₃OS₃:520.0612。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅱc所示结构。

氮气保护下，将式Ⅱc所示化合物(0.20g，0.38mmol)，氰基乙酸(0.09g，1.06mmol)及哌啶(0.5mL)溶于氯仿(30mL)中，加热回流7h；反应结束后，将所得反应液进行浓缩得到残余物；将残余物进行柱层析得到含有式Ⅰc所示化合物的洗脱液，所述柱层析使用的洗脱液为二氯甲烷、甲醇、醋酸以体积比为300:2:1的比例配制得到，将所述含有式Ⅰc所示化合物的洗脱液经干燥，得到0.17g黑色粉末，经计算，收率为76.3％。

经检测，所述黑色粉末的熔点为265～268℃。

对所得黑色粉末进行核磁共振检测，结果如下：

¹H NMR(500MHz,DMSO)δ8.54(s,1H),8.35-8.27(m,2H),8.10(s,1H),7.91(d,J＝7.8Hz,1H),7.85(s,1H),7.74(t,J＝6.0Hz,2H),7.63(t,J＝7.5Hz,2H),7.51(d,J＝6.7Hz,2H),7.12(d,J＝6.5Hz,1H),6.96(t,J＝8.0Hz,1H),6.90(t,J＝7.5Hz,1H),6.25(d,J＝7.9Hz,1H),6.15(d,J＝7.8Hz,1H)；

HRMS(ESI)m/z 585.0497[M-H]^-,Calcd for C₃₂H₁₇N₄O₂S₃:585.0514。

根据以上数据推断所得产物的结构为式Ⅰc所示结构。

实施例4

将实施例1所得吩噻嗪类染料敏化剂Ⅰa负载在光电极基体上，与对电极组装为三明治结构的染料敏化太阳能电池，具体方法如下：

(1)光电极的制备

采用丝网印刷法在导电玻璃FTO上印一层粒径为20nm的二氧化钛粒子层，所述二氧化钛粒子层的厚度为12μm，将所得印有二氧化钛纳米粒子层的导电玻璃置于马弗炉中，在450℃煅烧30min；将煅烧所得印刷有二氧化钛纳米粒子膜的导电玻璃冷却至室温后浸入浓度为0.04mol/L的四氯化钛水溶液中，在70℃预处理30min，然后依次用水和乙醇冲洗，烘干后置于马弗炉，在450℃进行二次煅烧30min；将二次煅烧所得印刷有二氧化钛纳米粒子膜的导电玻璃冷却至80℃后浸入浓度为3×10^-4mol/L的实施例1所提供的染料敏化剂溶液中，所述染料敏化剂溶液的溶剂由氯仿和甲醇以体积比为10:1的比例配制而成，浸泡24h后，经干燥得到光电极。

(2)对电极的制备：

采用丝网印刷方法，将铂电极浆料(H₂PtCl₆溶液)印刷在导电玻璃FTO上，将所得印刷有铂电极浆料的导电玻璃置于马弗炉，在400℃烧结20min，得到对电极；

(3)染料敏化太阳能电池的制备

将步骤(1)所得光电极与步骤(2)所制备的对电极组装成三明治结构的电池，在电池边缘滴入电解质(含0.07mmol/L I^-，所述电解质来自于营口奥匹维特新能源科技有限公司)，利用毛细渗透原理引入电池内部，得到染料敏化太阳能电池。

实施例5

采用实施例4所述的方法，将实施例2所得噻吩嗪类染料敏化剂Ⅰb负载在光电极基体上，与对电极组装为三明治结构的染料敏化太阳能电池。

实施例6

采用实施例4所述的方法，将实施例3所得噻吩嗪类染料敏化剂Ⅰc负载在光电极基体上，与对电极组装为三明治结构的染料敏化太阳能电池。

于100mV/cm²光强下，测试实施例4～6所得染料敏化太阳能电池的光电压-电流特性曲线，其结果如图1所示，表1为由图1所得的染料敏化太阳能电池(DSSC)性能参数：

表1实施例4～6所得染料敏化太阳能电池的DSSC性能参数

由图1和表1可以看出，本发明所提供的噻吩嗪类染料敏化剂均具有光电转化能力，可以作为染料敏化太阳能电池的染料敏化剂，且其光电转化效率可达为3.94～6.76％，具有优异的光电转化性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。