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本论文深入研究了在红光区域具有强吸光能力的方酸类染料在染料敏化太阳能电池中的应用，重点考察了方酸染料的结构对其光电转换性质的影响，并开辟了一种协同敏化新技术，还利用方酸染料的β-环糊精包合物实现了水溶液中氰根离子的高选择性检测。具体研究结果如下：
1、设计合成了四个带有羧基的苯胺类方酸化合物(SQ1-SQ4)，深入研究了它们在染料敏化太阳能电池中的构性关系。发现羧基与方酸染料骨架的连接方式对染料的敏化效率有重要的影响：短的连接基团(-CH2-)可以通过促进激发态染料的电子注入和碘离子对氧化态染料的还原来提高染料的光电转换效率(IPCE)；短的连接基团还可以增强方酸染料在纳晶表面的分子间相互作用，通过促进H聚集体的形成来提高方酸染料在蓝光和绿光波段的光电流效率。此外，还发现苯胺基团上疏水性烷基链可以通过抑制导带电子与I3-的电荷复合提高电池的开路光电压。SQ4由于同时拥有短的羧基连接基团和长的疏水烷基链而呈现优异的敏化特性：670nm处的单色光光电转换效率(IPCE)高达73％，总的光电转换效率(η)也达到了3.06％，成为目前为止利用方酸类化合物敏化的电池所获得的最高光电转换效率。
2、基于染料间的相互作用，发展了一种新型协同敏化技术：在饱和吸附了方酸染料SQ4的纳晶电极上利用分子间相互作用再吸附与SQ4吸光谱带互补的第二种染料分子BA，由于两种染料分子构成双层结构，从而避免了常规协同敏化中染料分子竞争吸附同一纳晶表面而引起的染料吸附量降低的缺陷，因此所获电池的光电流作用谱几乎是SQ4和BA单独敏化时的叠加，光电流以及总的光电转换效率较单独敏化有了显著的提高。该协同敏化方法操作简单，具有普适性，为染料敏化太阳能电池光谱响应的拓宽开辟了新途径。
3、通过β-环糊精的包裹作用抑制了方酸染料的聚集并显著提高了方酸染料在纯水中的溶解度。进而利用方酸染料和β-环糊精的包合物实现了水溶液中氰根离子高选择性的识别和检测。β-环糊精的包裹作用的利用避免了为改善方酸染料的水溶性而进行的化学修饰，使结构简单制备容易的方酸染料可以方便的作为离子探针在水体系中加以应用。